《Redis設計與實現》（一）資料結構
一. 簡單動態字串（SDA，simple dynamic string）
1. 定義
struct sdshdr {
int len; // 記錄buf中已使用位元組數量，等於SDS所儲存字串的長度
int free; // 記錄buf中未使用位元組數量
char buf[]; // 用於儲存字串
};
SDS遵循C字串以空字串結尾的慣例，儲存空字元'\0'表示結尾，並不計算在len屬性中，而C語言則會在長度屬性計入最後一個空字串'\0'；
2. SDS和C字串的區別
在Redis中，C字串只會作為字串字面量用在一些無需對字串值進行修改的地方；而SDS用途更廣泛；
i. 常量複雜度獲取字串長度
c字串獲取長度時間複雜度為O(N)；因為有len欄位,SDS為O(1)。
ii. 杜絕快取區溢位
當SDS API需要對SDS進行修改時，API會先檢查SDS的空間是否滿足修改所需的要求，如果不滿足的話，API會自動將SDS的空間擴充套件至執行修改所需的大小，然後才執行實際的修改操作，不需要手動修改。
iii. 減少修改字串時帶來的記憶體重分配次數
C字串在每次進行拼接和截斷操作時，都需要對記憶體進行重新分配和釋放；SDS如果這樣做會對效能產生影響；
-
空間預分配，當需要分配空間(分配之後為p)時，會額外預分配一些空間(t)；
分配策略為：p < 1MB, t = len; p >= 1MB, t= 1MB; (空間還要加1Byte'\0') - 惰性空間釋放，當SDS的API需要縮短SDS儲存的字串時，程式並不會立即使用記憶體重分配來回收縮短後多出來的位元組，而是使用free屬性將這些位元組的數量記錄起來，並等待將來使用。
iv. 二進位制安全
SDS的API都是使用處理二進位制的方式來處理SDS存放在buf數組裡的資料，不會出現讀到'\0'提前結束字串等現象的出現，所以SDS不僅可以儲存文字資料，還可以儲存任意格式的二進位制資料。
v. 相容部分C字串函式
可以使用一部分<string.h>庫中的函式。
二. 連結串列
1. 定義
typedef struct listNode { struct listNode *prev; struct listNode *next; void * value; }listNode; typedef struct list { listNode *head; listNode *tail; unsigned long len; void *(*dup)(void *ptr); // 複製節點值 void (*free)(void *ptr); // 釋放節點值 int (*match)(void *ptr, void *key); // 比較節點值 }list;
2. 特性
雙向、無環、帶連結串列長度和多型（用void *指標來儲存節點值）；
三. 字典
1. 定義
//雜湊表
typedef struct dictht{
dictEntry **table; // 雜湊表陣列
unsigned long size; // 雜湊表大小
unsigned long sizemask; // 雜湊表大小掩碼，計算索引用，為size-1
unsigned long used; // 表中已有節點數量
}dictht;
// 雜湊表節點
typedef struct dictEntry {
void *key; // 鍵
union{
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
} v; // 值
struct dictEntry *next; // 指向下一個節點，形成連結串列（用於解決衝突）
};
typedef struct dict{
dictType *type; // 型別特定函式
void *privdata; // 包含有一些特定的私有函式，用於計算雜湊值、複製鍵、複製值、對比鍵、銷燬鍵和銷燬值
dictht ht[2]; // 雜湊表，一個用來存資料，一個用來rehash
int trehashidx; // rehash索引
}dict;
2. hash演算法
hash = dict->type->hashFunction(key);
index = hash &dict->ht[x].sizemask;
redis使用MurmurHash2演算法；
3. 解決衝突
新增到next上。
4. rehash
通過雜湊表的負載因子決定是否需要rehash；
負載因子： load_factor = ht[0].used / ht[0].size
未收到BGSAVE或BGREWRITEAOF時load_factor > 1, 收到時load_factor > 5; 達到上述條件，進行擴充套件；擴充套件至第一個大於等於ht[0].used*2的2^n；
load_factor < 0.1，進行收縮，收縮為第一個大於等於ht[0].used的2^n。
先擴充套件，再在ht[1]上進行rehash，再將ht[0]釋放，將ht[1]設定為ht[0],在ht[1]上放一個空表。
5. 漸進式rehash
用rehashidx記錄當前rehash的位置，在每次新增、刪除、查詢或更新時，同時附帶將ht[0]中rehashidx的值更新到ht[1]中，並將rehashidx++，並且rehash期間的新增、刪除、查詢或更新實在ht的兩個表上進行的，一個表上未找到還需要找另一個表。當所有鍵值對rehash後，rehashidx設為-1，rehash結束。
四. 跳錶
與二分查詢類似，跳躍表能夠在 O(㏒n)的時間複雜度之下完成查詢，與紅黑樹等資料結構查詢的時間複雜度相同，但是相比之下，跳躍表能夠更好的支援併發操作，而且實現這樣的結構比紅黑樹等資料結構要簡單、直觀許多。
跳躍表以有序的方式在層次化的連結串列中儲存元素，效率和平衡樹媲美：查詢、刪除、新增等操作都可以在對數期望時間下完成。跳躍表體現了“空間換時間”的思想,從本質上來說，跳躍表是在單鏈表的基礎上在選取部分結點新增索引，這些索引在邏輯關係上構成了一個新的線性表，並且索引的層數可以疊加，生成二級索引、三級索引、多級索引，以實現對結點的跳躍查詢的功能。
與二分查詢類似，跳躍表能夠在 O(㏒n)的時間複雜度之下完成查詢，與紅黑樹等資料結構查詢的時間複雜度相同，但是相比之下，跳躍表能夠更好的支援併發操作，而且實現這樣的結構比紅黑樹等資料結構要簡單、直觀許多。