`

redis2.6.9源码学习---zipmap

阅读更多

在看此文件源码之前,先看到此文件头部的英文注释,以下是本人理解翻译版:</p>
该文件实现了一个数据结构映射到其他字符串的字符串,实施一个O(n)查找数据结构的设计是非常记忆高效的。 Redis的hase类型就是使用这种由小数量元素组成的数据结构,转换为一个哈希表。鉴于很多次Redis hase是用来表示对象组成的一些字段,这是一种在内存使用上很大的成功。
它的zipmap的格式为:
<zmlen><len>"foo"<len><free>"bar"<len>"hello"<len><free>"world"
<zmlen>是1字节长度,持有的当前zipmap的大小。当zipmap长度大于或等于254,这个值并不使用,zipmap需要遍历找出长度 。
<len>是下列字符串的长度(键或值)。<len>长度编码在一个单一的值或在一个5字节值。如果第一个字节值(作为一个unsigned 8位值)是介于0和252,这是一个单字节长度。如果它是253,接着后面会是一个四字节的无符号整数(在主机字节排序)。一个值255用于信号结束的散列。特殊值254是用来标记空空间,可用于添加新的键/值对。
<free>是修改key关联的value后string后的未使用的空闲的字节数。例如,如果“foo” 设置为“bar”,后“foo”将被设置为“hi”,它将有一个免费的字节,使用如果值将稍后再扩大,甚至添加一对适合的键/值。
<free>总是一个unsigned 8位,因为如果在一个更新操作有很多免费的字节,zipmap将重新分配,以确保它是尽可能小。

通过注释可以清楚此结构的最大优点就是内存使用。由此也基本知道了其结构的组成,下面分析源码也轻松很多。

/* Create a new empty zipmap. */
unsigned char *zipmapNew(void) {
    unsigned char *zm = zmalloc(2);

    zm[0] = 0; /* Length */
    zm[1] = ZIPMAP_END;
    return zm;
}

 

 

新建一个空的zipmap,其结构如图:

/* Decode the encoded length pointed by 'p' */
static unsigned int zipmapDecodeLength(unsigned char *p) {
    unsigned int len = *p;

    if (len < ZIPMAP_BIGLEN) return len;
    memcpy(&len,p+1,sizeof(unsigned int));
    memrev32ifbe(&len);//大小端转换
    return len;
}

/* Encode the length 'l' writing it in 'p'. If p is NULL it just returns
 * the amount of bytes required to encode such a length. */
static unsigned int zipmapEncodeLength(unsigned char *p, unsigned int len) {
    if (p == NULL) {
        return ZIPMAP_LEN_BYTES(len);
    } else {
        if (len < ZIPMAP_BIGLEN) {
            p[0] = len;
            return 1;
        } else {
            p[0] = ZIPMAP_BIGLEN;
            memcpy(p+1,&len,sizeof(len));
            memrev32ifbe(p+1);
            return 1+sizeof(len);
        }
    }
}

 //上为解码,下为编码(将key的长度转为char,返回所占的字节数)。主要是当key/value的长度大于等于ZIPMAP_BIGLEN(254)时,<len>的头字符就为ZIPMAP_BIGLEN,后将len转换为char型,存入len。(为了节省这四个字节)

 

/* Search for a matching key, returning a pointer to the entry inside the
 * zipmap. Returns NULL if the key is not found.
 *
 * If NULL is returned, and totlen is not NULL, it is set to the entire
 * size of the zimap, so that the calling function will be able to
 * reallocate the original zipmap to make room for more entries. */
static unsigned char *zipmapLookupRaw(unsigned char *zm, unsigned char *key, unsigned int klen, unsigned int *totlen) {
    unsigned char *p = zm+1, *k = NULL;//开始+1,跳过length
    unsigned int l,llen;

    while(*p != ZIPMAP_END) {
        unsigned char free;

        /* Match or skip the key */
        l = zipmapDecodeLength(p);//取得key的长度     
	llen = zipmapEncodeLength(NULL,l);//取得key占用的字节数        
	if (key != NULL && k == NULL && l == klen && !memcmp(p+llen,key,l)) {
            /* Only return when the user doesn't care
             * for the total length of the zipmap. */
            if (totlen != NULL) {
                k = p;
            } else {
                return p;
            }
        }
        p += llen+l;
        /* Skip the value as well */
        l = zipmapDecodeLength(p);//取得value的长度        
	p += zipmapEncodeLength(NULL,l);//取得value占用的字节数
        free = p[0];
        p += l+1+free; /* +1 to skip the free byte */
    }
    if (totlen != NULL) *totlen = (unsigned int)(p-zm)+1;
    return k;
}

 //查找key,注意totlen的值,如果没到key ,totlen将等于p的总长度,如果找到了,totlen等于key的下标

 

 

static unsigned long zipmapRequiredLength(unsigned int klen, unsigned int vlen) {
    unsigned int l;

    l = klen+vlen+3;//注意此处为何要加3? (klen和vlen本身要占用1字节,还有1字节是留给free的)   
    if (klen >= ZIPMAP_BIGLEN) l += 4;//这里加4,是因为上面编码方法中所明    
    if (vlen >= ZIPMAP_BIGLEN) l += 4;
    return l;
}

/* Return the total amount used by a key (encoded length + payload) */
static unsigned int zipmapRawKeyLength(unsigned char *p) {
    unsigned int l = zipmapDecodeLength(p);
    return zipmapEncodeLength(NULL,l) + l;
}
//返回key总字节数

/* Return the total amount used by a value
 * (encoded length + single byte free count + payload) */
static unsigned int zipmapRawValueLength(unsigned char *p) {
    unsigned int l = zipmapDecodeLength(p);
    unsigned int used;
    
    used = zipmapEncodeLength(NULL,l);
    used += p[used] + 1 + l;
    return used;
}
//返回value总字节数,包含free字节
/* If 'p' points to a key, this function returns the total amount of
 * bytes used to store this entry (entry = key + associated value + trailing
 * free space if any). */
static unsigned int zipmapRawEntryLength(unsigned char *p) {
    unsigned int l = zipmapRawKeyLength(p);
    return l + zipmapRawValueLength(p+l);
}
//返回key和value总共所占的字节
static inline unsigned char *zipmapResize(unsigned char *zm, unsigned int len) {
    zm = zrealloc(zm, len);
    zm[len-1] = ZIPMAP_END;
    return zm;
}
//重置zm

 

 

 

/* Set key to value, creating the key if it does not already exist.
 * If 'update' is not NULL, *update is set to 1 if the key was
 * already preset, otherwise to 0. */
unsigned char *zipmapSet(unsigned char *zm, unsigned char *key, unsigned int klen, unsigned char *val, unsigned int vlen, int *update) {
    unsigned int zmlen, offset;
    unsigned int freelen, reqlen = zipmapRequiredLength(klen,vlen);
    unsigned int empty, vempty;
    unsigned char *p;
   
    freelen = reqlen;
    if (update) *update = 0;
    p = zipmapLookupRaw(zm,key,klen,&zmlen);
    if (p == NULL) {
        /* Key not found: enlarge */
        zm = zipmapResize(zm, zmlen+reqlen);
        p = zm+zmlen-1;
        zmlen = zmlen+reqlen;

        /* Increase zipmap length (this is an insert) */
        if (zm[0] < ZIPMAP_BIGLEN) zm[0]++;
    } else {
        /* Key found. Is there enough space for the new value? */
        /* Compute the total length: */
        if (update) *update = 1;
        freelen = zipmapRawEntryLength(p);
        if (freelen < reqlen) {
            /* Store the offset of this key within the current zipmap, so
             * it can be resized. Then, move the tail backwards so this
             * pair fits at the current position. */
            offset = p-zm;
            zm = zipmapResize(zm, zmlen-freelen+reqlen);
            p = zm+offset;

            /* The +1 in the number of bytes to be moved is caused by the
             * end-of-zipmap byte. Note: the *original* zmlen is used. */
            memmove(p+reqlen, p+freelen, zmlen-(offset+freelen+1));
            zmlen = zmlen-freelen+reqlen;
            freelen = reqlen;
        }
    }

    /* We now have a suitable block where the key/value entry can
     * be written. If there is too much free space, move the tail
     * of the zipmap a few bytes to the front and shrink the zipmap,
     * as we want zipmaps to be very space efficient. */
    empty = freelen-reqlen;
    if (empty >= ZIPMAP_VALUE_MAX_FREE) {
        /* First, move the tail <empty> bytes to the front, then resize
         * the zipmap to be <empty> bytes smaller. */
        offset = p-zm;
        memmove(p+reqlen, p+freelen, zmlen-(offset+freelen+1));
        zmlen -= empty;
        zm = zipmapResize(zm, zmlen);
        p = zm+offset;
        vempty = 0;
    } else {
        vempty = empty;
    }

    /* Just write the key + value and we are done. */
    /* Key: */
    p += zipmapEncodeLength(p,klen);
    memcpy(p,key,klen);
    p += klen;
    /* Value: */
    p += zipmapEncodeLength(p,vlen);
    *p++ = vempty;
    memcpy(p,val,vlen);
    return zm;
}

 此方法图解如下:


 
 文件中还有几个方法如zipmapGet,zipmapNext等,如果zipmapSet搞懂,其它方法便无障碍。

 

/* Return the number of entries inside a zipmap */
unsigned int zipmapLen(unsigned char *zm) {
    unsigned int len = 0;
    if (zm[0] < ZIPMAP_BIGLEN) {
//早在注释时就说过,如果size大小超过了ZIPMAP_BIGLEN,那么zipmap的第一个字节将不会记录size,size需要遍历才能得出
        len = zm[0];
    } else {
        unsigned char *p = zipmapRewind(zm);
        while((p = zipmapNext(p,NULL,NULL,NULL,NULL)) != NULL) len++;

        /* Re-store length if small enough */
        if (len < ZIPMAP_BIGLEN) zm[0] = len;
    }
    return len;
}

 //为什么在记录zipmap长度时不效仿记录key/value长度的方法,以至于如果取个数都需要遍历一遍?

不过根据我的实际应用经验,很少会直接去取hase的size.

 

 


 

 

  • 大小: 2.1 KB
  • 大小: 27.6 KB
分享到:
评论

相关推荐

    Redis-x64-5.0.14.msi和Redis-x64-5.0.14.zip

    解压后,你可以找到包括`redis-server.exe`、`redis-cli.exe`等在内的可执行文件,以及配置文件`redis.conf`。这种方式适合于需要自定义配置或手动管理服务的用户。通过编辑`redis.conf`,你可以调整Redis的各项参数...

    Redis稳定版 Redis-x64-5.0.14.1.zip

    本次提供的版本是Redis的稳定版——Redis-x64-5.0.14.1,针对64位操作系统设计。在深入探讨Redis之前,我们先了解下Redis的基本特性。 1. **数据类型**: Redis支持五大数据类型:字符串(String)、哈希(Hash)、列表...

    Redis安装包,Redis-x64-3.0.504 windows版安装包

    Redis安装包,Redis-x64-3.0.504 windows版安装包

    Redis windows下载 Redis-x64-3.2.100.zip

    redis-server --service-install redis.windows-service.conf --loglevel verbose 2 常用的redis服务命令。 卸载服务:redis-server --service-uninstall 开启服务:redis-server --service-start 停止服务:redis-...

    Redis-x64-3.2.100.zip

    redis-serviceinstall .cmd安装成服务脚本(redis设置成windows下的服务,redis-serviceinstall .cmd脚本内容如下) redis-server --service-install redis.windows-service.conf --loglevel verbose redis-server -...

    redis-stack-server 7.2.0 安装包合集

    redis-stack-server-7.2.0-v9.arm64.snap redis-stack-server-7.2.0-v9.bionic.arm64.tar.gz redis-stack-server-7.2.0-v9.bionic.x86_64.tar.gz redis-stack-server-7.2.0-v9.bullseye.x86_64.tar.gz redis-stack-...

    Redis-x64-5.0.14.1

    这个名为"Redis-x64-5.0.14.1"的压缩包是Redis针对Windows操作系统的64位版本,版本号为5.0.14.1。在Windows上运行Redis可能与Linux环境有所不同,但仍然提供了相同的核心功能。 1. **Redis的特性**: - **内存...

    Redis-x64-5.0.14 windows

    在Windows环境下,Redis-x64-5.0.14是Redis为64位Windows操作系统编译的一个版本,提供了在Windows上运行Redis的能力。本文将深入探讨Redis的基本概念、功能特性、安装与配置,以及在Windows平台上的使用方法。 ...

    Redis-x64-5.0.14.1 for Windows

    之前项目中要使用window下的...找了好久都只有Redis-x64-3.2.100的,后来发现有更高版本的。这里附件里面包括Redis-x64-5.0.14.1 for Windows版本 与及 原始下载地址。如果有新的版本的话,可以到在原始下载地址找到。

    Redis-x64-5.0.14.1 Windows版

    Redis-x64-5.0.14.1 Windows版

    Redis-x64-3.0.504安装包

    Redis-x64-3.0.504安装包是一个针对64位操作系统的Redis数据库服务器的安装程序。Redis是一款高性能、开源、基于键值对的数据存储系统,广泛应用于缓存、数据库、消息中间件等多个场景。这个版本是3.0.504,代表着在...

    Redis-x64-5.0.14.1.msi

    这个压缩包“Redis-x64-5.0.14.1.msi”显然是 Redis 的 Windows 64 位版本的安装程序,版本号为 5.0.14。下面将详细介绍 Redis 的核心概念、功能以及使用方法。 1. **Redis 简介**:Redis 是 Remote Dictionary ...

    redis校验工具redis-full-check

    **Redis 全面检查工具:redis-full-check** Redis 是一款高性能的键值存储系统,广泛应用于缓存、数据库和消息中间件等场景。在实际应用中,为了确保 Redis 的稳定性和数据一致性,需要定期对 Redis 实例进行健康...

    Windows版本Redis-x64-5.0.14安装包

    本篇文章将详细讲解基于标题"Windows版本Redis-x64-5.0.14安装包"的Redis安装过程,以及如何在Windows上配置和使用Redis。 首先,你需要下载Redis的Windows版本,这里提到的是Redis-x64-5.0.14。这个版本适用于64位...

    Redis-x64-3.2.100.zip安装包分享给需要的同学

    Redis-x64-3.2.100.zip安装包分享给需要的同学

    flink-connector-redis-2.10-1.1.5-API文档-中文版.zip

    赠送jar包:flink-connector-redis_2.10-1.1.5.jar; 赠送原API文档:flink-connector-redis_2.10-1.1.5-javadoc.jar; 赠送源代码:flink-connector-redis_2.10-1.1.5-sources.jar; 赠送Maven依赖信息文件:flink-...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics