1.Redis7.0源码阅读:哈希表扩容、码多缩容以及rehash
2.Redis源码解析:一条Redis命令是码多如何执行的?
3.redisåmemcachedçåºå«
4.Redis和Memcached的区别
5.Redis底层数据结构解密?
Redis7.0源码阅读:哈希表扩容、缩容以及rehash
当哈希值相同发生冲突时,码多Redis 码多使用链表法解决,将冲突的码多键值对通过链表连接,但随着数据量增加,码多滑动认证源码冲突加剧,码多查找效率降低。码多负载因子衡量冲突程度,码多负载因子越大,码多冲突越严重。码多为优化性能,码多Redis 码多需适时扩容,将新增键值对放入新哈希桶,码多减少冲突。码多
扩容发生在 setCommand 部分,其中 dictKeyIndex 获取键值对索引,判断是否需要扩容。_dictExpandIfNeeded 函数执行扩容逻辑,条件包括:不在 rehash 过程中,哈希表初始大小为0时需扩容,或负载因子大于1且允许扩容或负载因子超过阈值。
扩容大小依据当前键值对数量计算,ociuldr 源码如哈希表长度为4,实际有9个键值对,扩容至(最小的2的n次幂大于9)。子进程存在时,dict_can_resize 为0,反之为1。fork 子进程用于写时复制,确保持久化操作的稳定性。
哈希表缩容由 tryResizeHashTables 判断负载因子是否小于0.1,条件满足则重新调整大小。此操作在数据库定时检查,且无子进程时执行。
rehash 是为解决链式哈希效率问题,通过增加哈希桶数量分散存储,减少冲突。dictRehash 函数完成这一任务,移动键值对至新哈希表,使用位运算优化哈希计算。渐进式 rehash 通过分步操作,减少响应时间,适应不同负载情况。定时任务检测服务器空闲时,xgoss 源码进行大步挪动哈希桶。
在 rehash 过程中,数据查询首先在原始哈希表进行,若未找到,则在新哈希表中查找。rehash 完成后,哈希表结构调整,原始表指向新表,新表内容返回原始表,实现 rehash 结果的整合。
综上所述,Redis 通过哈希表的扩容、缩容以及 rehash 动态调整哈希桶大小,优化查找效率,确保数据存储与检索的高效性。这不仅提高了 Redis 的性能,也为复杂数据存储与管理提供了有力支持。
Redis源码解析:一条Redis命令是如何执行的?
作者:robinhzhang Redis,一个开源内存数据库,凭借其高效能和广泛应用,如缓存、消息队列和会话存储,spdlog源码本文将带你探索其命令执行的底层流程。本文将以源码解析的形式,逐层深入Redis的核心结构和命令执行过程,旨在帮助开发者理解实现细节,提升编程技术和设计意识。源码结构概览
在学习Redis源代码之前,首先要了解其主要的组成部分:redisServer、redisClient、redisDb、redisObject以及aeEventLoop。这些结构体和事件模型构成了Redis的核心架构。redisServer:服务端运行的核心结构,包括监听socket、数据存储的redisDb列表和客户端连接信息。
redisClient:客户端连接状态的存储,包括命令处理缓冲区、回复数据列表和数据库句柄。
redisDb:键值对的数据存储,采用两个哈希表实现渐进式rehash。
redisObject:存储对象的通用表示,包含引用计数和LRU时间,用于内存管理。hyperledger源码
aeEventLoop:事件循环,管理文件和时间事件的处理。
核心流程详解
Redis的执行流程从main函数开始,首先初始化配置和服务器组件,进入主循环处理事件。命令执行流程涉及redis启动、客户端连接、接收命令和返回结果四个步骤:启动阶段:创建socket服务器,注册可读事件,进入主循环。
连接阶段:客户端连接后,接收并处理命令,创建客户端实例。
命令阶段:客户端发送命令,服务端解析并调用对应的命令处理函数。
结果阶段:处理命令后,根据协议格式构建回复并写回客户端。
渐进式rehash与内存管理
Redis的内存管理采用引用计数法,通过对象的refcount字段控制内存分配和释放。rehash操作在Redis 2.x版本引入,通过逐步迁移键值对,降低对单线程性能的影响。当负载达到阈值,会进行扩容,这涉及新表的创建和键值对的迁移。总结
本文通过Redis源码分析,揭示了其命令执行的细节,包括启动流程、客户端连接、命令处理和结果返回,以及内存管理策略。这将有助于开发者深入理解Redis的工作原理,提升编程效率和设计决策能力。redisåmemcachedçåºå«
Redisçä½è Salvatore Sanfilippoæ¾ç»å¯¹è¿ä¸¤ç§åºäºå åçæ°æ®åå¨ç³»ç»è¿è¡è¿æ¯è¾ï¼1ãRedisæ¯ææå¡å¨ç«¯çæ°æ®æä½ï¼Redisç¸æ¯Memcachedæ¥è¯´ï¼æ¥ææ´å¤çæ°æ®ç»æå并æ¯ææ´ä¸°å¯çæ°æ®æä½ï¼é常å¨Memcachedéï¼ä½ éè¦å°æ°æ®æ¿å°å®¢æ·ç«¯æ¥è¿è¡ç±»ä¼¼çä¿®æ¹åsetåå»ãè¿å¤§å¤§å¢å äºç½ç»IOç次æ°åæ°æ®ä½ç§¯ãå¨Redisä¸ï¼è¿äºå¤æçæä½é常åä¸è¬çGET/SETä¸æ ·é«æãæ以ï¼å¦æéè¦ç¼åè½å¤æ¯ææ´å¤æçç»æåæä½ï¼é£ä¹Redisä¼æ¯ä¸éçéæ©ã
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1ï¼String
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常ç¨å½ä»¤ï¼hget/hset/hgetallç
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3ï¼List
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4ï¼Set
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5ï¼Sorted Set
常ç¨å½ä»¤ï¼zadd/zrange/zrem/zcardçï¼
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Memcachedé»è®¤ä½¿ç¨Slab Allocationæºå¶ç®¡çå åï¼å ¶ä¸»è¦ææ³æ¯æç §é¢å è§å®ç大å°ï¼å°åé çå ååå²æç¹å®é¿åº¦çå以åå¨ç¸åºé¿åº¦çkey-valueæ°æ®è®°å½ï¼ä»¥å®å ¨è§£å³å åç¢çé®é¢ãSlab Allocationæºå¶åªä¸ºåå¨å¤é¨æ°æ®è设计ï¼ä¹å°±æ¯è¯´ææçkey-valueæ°æ®é½åå¨å¨Slab Allocationç³»ç»éï¼èMemcachedçå ¶å®å å请æ±åéè¿æ®éçmalloc/freeæ¥ç³è¯·ï¼å 为è¿äºè¯·æ±çæ°éåé¢çå³å®äºå®ä»¬ä¸ä¼å¯¹æ´ä¸ªç³»ç»çæ§è½é æå½±åSlab Allocationçåçç¸å½ç®åã å¦å¾æ示ï¼å®é¦å ä»æä½ç³»ç»ç³è¯·ä¸å¤§åå åï¼å¹¶å°å ¶åå²æåç§å°ºå¯¸çåChunkï¼å¹¶æ尺寸ç¸åçååæç»Slab Classãå ¶ä¸ï¼Chunkå°±æ¯ç¨æ¥åå¨key-valueæ°æ®çæå°åä½ãæ¯ä¸ªSlab Classç大å°ï¼å¯ä»¥å¨Memcachedå¯å¨çæ¶åéè¿å¶å®Growth Factoræ¥æ§å¶ãåå®å¾ä¸Growth Factorçåå¼ä¸º1.ï¼å¦æ第ä¸ç»Chunkç大å°ä¸ºä¸ªåèï¼ç¬¬äºç»Chunkç大å°å°±ä¸ºä¸ªåèï¼ä¾æ¤ç±»æ¨ã
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Redis和Memcached的区别
Redis和Memcached是两种基于内存的高性能数据存储系统,它们在多个方面具有不同特点。以下将从网络IO模型、数据支持类型、内存管理机制、数据存储及持久化、数据一致性问题以及集群管理等角度,详细比较两者的主要区别。
网络IO模型方面,Memcached采用多线程模型进行非阻塞IO复用,通过libevent封装的事件库实现。虽然这种模型可以充分利用多核资源,但也引入了cache coherency和锁问题,比如在执行stats命令时需要对全局变量加锁,影响性能。相比之下,Redis使用单线程IO复用模型,利用封装的AeEvent事件处理框架,优化了IO调度,对单存操作有速度优势,但当涉及计算操作时,单线程模型可能会限制整体吞吐量。
数据支持类型上,Memcached仅支持简单的key-value形式存储,而Redis在提供key-value支持的同时,还具备更丰富数据结构,如list、set、zset和hash等,这使得Redis在处理复杂数据逻辑时更灵活。
在内存管理机制上,Memcached采用Slab Allocation机制管理内存,将内存分割成特定长度的块以存储相应长度的key-value数据记录,有效地解决了内存碎片问题。Redis则采用源码封装的内存管理机制,通过记录分配情况的数组和内存头部存储大小信息,实现内存块管理,相对简单高效。两者在内存使用效率上有不同侧重点,Memcached在不造成内存碎片的同时可能带来空间浪费,而Redis的内存管理虽简单但可能产生内存碎片。
数据存储及持久化方面,Memcached不支持数据持久化,所有数据均保存在内存中。Redis则支持持久化操作,通过快照(snapshotting)或只追加文件(AOF)两种方法将数据存储到硬盘,提供了数据恢复的可能。
数据一致性问题上,Memcached通过cas命令保证多并发访问同一数据时的一致性,而Redis未提供cas命令,但可通过事务功能实现命令原子性,避免被其他操作打断。
集群管理方面,Memcached依赖客户端通过分布式算法实现集群存储,客户端查询数据同样需计算目标节点。Redis则倾向于在服务器端构建分布式存储,最新版本的Redis支持分布式存储功能,采用Redis Cluster实现线性可伸缩的分布式架构,节点间通过二进制协议通信,支持自动故障转移,保证数据可用性。
综上所述,Redis相较于Memcached在数据结构、持久化能力、集群管理等方面有更多优势,但两者根据具体应用场景和需求选择,各有其适用场景。
Redis底层数据结构解密?
一:摘要概述
很多 redis 的使用者都可以清晰明白的道出Redis中常用的对象如string、list、hash、set、zset,一些场景比较丰富的使用者可能会说布隆过滤器、geo、Hash等。但是对于这些对象底层实现的数据结构却是知之甚少,将会详细阐述redis中的底层数据结构。为了弥补大家的创伤,今天分享Redis底层数据结构内容。
二:SDS
string作为redis中常用对象之一,普遍用于用户信息缓存等场景。当string对象中encoding编码为embstr或raw时都是采用sds作为其底层实现
2.1 SDS结构
源码文件位于redis安装目录src下的sds.h,sds声明了五种头部类型,分别为sdshdr5、sdshdr8、sdshdr、sdshdr、sdshdr。根据字符串长度创建不同头部的sds实例
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
uint8_t len;
uint8_t alloc;
unsigned char flags;
char buf[];
};
属性名称作用含义
len字符串长度
alloc预分配空间大小
flags低三位用于表示sds类型,可以查看sds.h文件-行定义
buf[]存储字符串用数组
2.2 SDS与C字符串区别
区别描述
长度计算 c中的字符串长度计算需要数组遍历,但是redis中的sds自身维护了len属性。所以O(1)时间复杂度即可
缓冲区溢出c中字符串更改如果未提前做好内存分配则会内存溢出,但是sds则会根据alloc与len计算预留内存是否足够分配重新申请内存
动态扩展 缓冲区溢出已经阐述这个概念,sds的内存空间会在字符串内容变更时自动扩展计算。策略为当字符换小于1M时*2翻倍,大于1M时每次扩容1M
惰性释放 与空间预分配相似操作的还有内存惰性释放,即字符串删除某些内容后所占用的内存空间并不会立即释放,后续字符串变更扩展就无需再申请内存
二:ZipList
ziplist可以说把redis对于内存的极致操作体现的淋漓尽致,链表除了节点值之外还需要维护前后节点两个指针,并且还会造成内存碎片。压缩列表紧凑的内存布局,所有节点都维护在整块内存中处理
2.1 ZipList结构
属性名称作用含义
zlbytes列表健占用内存的总字节数,在对列表健内存重分配或者是计算zlend的时候使用
zltail 指向压缩列表起始地址的指针
zllen 压缩列表的节点数量
entry压缩列表保存的节点数据
zlend压缩列表的尾节点
2.2 Entry节点结构
属性名称作用含义
previous_entry_length 字节为单位记录上一个节点的长度,如果上一个字节长度小于占用1字节。大于占用5字节,第一个字节设置为OxFE(十进制),后面四个字节储存长度
encoding 记录content记录的数据类型以及长度。长度一、二、五字节,值的最高位为、、表示类型为字节数组,长度使用除去最高位的其它位记录。开头表示储存整数,除去最高位其他位置表示content数据长度
content 记录压缩列表记录的数据