Redis 内部数据结构源码阅读笔记

SDS

SDS --- Simple Dynamic String

突发奇想，想读读redis源码，就先从sds的初始化入手

// sds.h
typedef char *sds;

sds本质是一个字符指针

sdshdr是一个结构体，记录sds的一些类型信息 其中__attribute__ ((__packed__))意思是让编译器这个结构体内存不对齐

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {
    uint16_t len; /* used */
    uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};

sds创建实现函数如下

sds _sdsnewlen(const void *init, size_t initlen, int trymalloc) {
    void *sh;
    sds s;

sdsReqType根据字符串长度确定使用sdshdr5是sdshdr8还是16还是32还是64

    char type = sdsReqType(initlen);

很多情况下，我们会创建一个空字符串然后用来向空字符串后面拼接字符串 这种情况下如果使用5bit的数据结构就会导致性能开销上升，所有这里做了一个小优化，直接用8bit来存

    /* Empty strings are usually created in order to append. Use type 8
     * since type 5 is not good at this. */
    if (type == SDS_TYPE_5 && initlen == 0) type = SDS_TYPE_8;
    int hdrlen = sdsHdrSize(type);
    unsigned char *fp; /* flags pointer. */
    size_t usable;

申请内存，大小为字符串长度+hdr的长度

    assert(initlen + hdrlen + 1 > initlen); /* Catch size_t overflow */
    sh = trymalloc?
        s_trymalloc_usable(hdrlen+initlen+1, &usable) :
        s_malloc_usable(hdrlen+initlen+1, &usable);
    if (sh == NULL) return NULL;
    if (init==SDS_NOINIT)
        init = NULL;
    else if (!init)
        memset(sh, 0, hdrlen+initlen+1);

可以看到这边s并不是指向内存的头,而是内存的头+hdrlen

    s = (char*)sh+hdrlen;

fp是flag point指向数据类型的指针,sdshdr声明的时候char buf []是不占

源码中所有的sdshdr的flag在最后，只占一个字节，所以(unsigned char*)s-1就是flag的位置

    fp = ((unsigned char*)s)-1;
    usable = usable-hdrlen-1;
    if (usable > sdsTypeMaxSize(type))
        usable = sdsTypeMaxSize(type);
    switch(type) {
        case SDS_TYPE_5: {
            *fp = type | (initlen << SDS_TYPE_BITS);
            break;
        }
        case SDS_TYPE_8: {
            SDS_HDR_VAR(8,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
        ...
        case SDS_TYPE_64: {
            SDS_HDR_VAR(64,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
    }
    if (initlen && init)
        memcpy(s, init, initlen);
    s[initlen] = '\0';
    return s;
}

最后将原来的字符串复制到s开始的位置，并且在最后赋值一个结束符

至此sds的初始化已经完成了

其结构如图

简单总结一下初始化过程

1. 计算需要的内存
2. 申请内存
3. 把sds指针移动到该移动的地方
4. s前面的内存强转成对应的结构体然后赋值