Redis笔记1-数据结构
1、简单动态字符串
Redis不直接使用C传统的字符串表示，构建了简单动态字符串（Simple Dynamic String, SDS）的抽象类型，并将SDS作为Redis的默认字符串表示
SDS定义
struct sdshdr{
int len; //记录buf数组已使用字节的数量，等于SDS所保存字符串长度
int free; //记录buf数组未使用字节的数量
char buf[]; //字节数组，用于保存字符串
}
SDS优点
重用C库函数
SDS遵循C字符串以空字符结尾的惯例，因此可以重用一部分C库的函数
常数复杂度获取字符串长度
获取字符串长度时间复杂度为O(1)。（访问SDS.len属性）
杜绝缓冲区溢出
当SDS的API需要对SDS进行修改，API会先检查SDS的空间释放满足修改要求，如果不满足会自动扩充
减少修改字符串时内存重分配次数
内存重分配解释：
对于一个包含N个字符的C字符串，其底层实现是一个N+1字符长的数组，每次增加或缩短一个字符串都要对字符串数组进行内存重分配
- 增长字符串：先通过内存重分配扩展底层数组空间大小，否则造成缓冲区溢出
- 缩短字符串：需通过内存重分配释放不再使用的空间，否则造成内存泄露
通过free属性记录的未使用空间，实现空间预分配和惰性空间释放
Redis作为数据库，需频繁增删字符串，太多内存重分配的操作会影响性能，因此通过free属性解除字符串长度和底层数组长度的关联。
二进制安全
C字符串的字符必须符合某种编码（如ASCII），并且除了末尾，不能包含空字符，会被误认为结尾。因此C字符串只能保存文本数据，而不能保存二进制数据（如图片，音频）。
SDS的API会以处理二进制的方式处理buf数组的数据，这也是buf属性称为字节数组的原因
并且使用len属性判断字符串是否结束。
SDS API
2、链表
Redis也构建了自己的链表实现，列表键的实现之一就是链表。
当列表键包含数量较多的元素，或包含的元素都是比较长的字符串，就会使用链表作为列表键的底层实现。
发布与订阅，慢查询，监视器等功能也用到链表，Redis服务器本身还使用链表保存多个客户端的状态信息，以及使用链表构建客户端输出缓冲区。
链表和链表节点实现
链表节点：ListNode
typedef struct listNode{
struct listNode *prev;
struct listNode *next;
void *value;
}
多个ListNode可以组成双链表。
链表：list
typedef struct list{
listNode* head;
listNode* tail;
unsigned long len; //链表节点数量
void *(*dup)(void *ptr); //节点值复制函数
void *(*free)(void *ptr); //节点值释放函数
int (*match)(void *ptr, void *key); //节点值对比函数
}
dup、free、match成员是用于实现多态链表所需的类型特定函数
特性总结
- 双端：prev和next指针获取前置和后置节点，复杂度O(1)
- 无环：表头的prev和表尾的next指向NULL
- 带表头指针和表尾指针：head和tail获取表头和表尾节点，复杂度O(1)
- 带链表长度计数器：len属性
- 多态：用void*指针保存节点值，可以保存不同类型的值
链表和链表节点API
3、字典
4、跳表
5、集合
6、压缩列表
7、对象
（待补充）