此系列是阅读《Redis设计与实现》（机械工业出版社）所做的笔记，还参考了其他的一些资料。笔记的内容较简略，仅供面试前临时抱佛脚使用 ^o^。
本文内容：
- 动态字符串实现 2. 字典的实现（2.2.2内容参考自：http://blog.csdn.net/ordeder/article/details/12836017）。列表与传统的没啥区别故省略。
动态字符串
由于 Redis 的字符串需要修改，所以自己构建了一个名为简单动态字符串（Simple Dynamic String）。SDS还被用作缓冲区AOF中。
RPUSH fruits “apple” “banana” “cherry”
值是一个列表对象，列表中每个元素都是SDS。
struct sdshrd {
int len; //C字符串取长度复杂度为O(n)，故保存长度
int free;
char buff[];
}在结尾额外添加一个”（兼容C里面的大部分字符串处理函数）。buff直接采用二进制的形式存放数据，因此 Redis 实际上可以存储任何类型的数据。由于记录了len，因此不需要”判断是否是结尾。
存储空间分配：
扩容：如果新增后小于1MB，分配新增后*2（另加上结尾的”）。如果超过1MB，分配1MB。
惰性空间释放：不主动回收未使用空间。
字典
typedef struct dict {
dictType *type;
void* privdata; //保存需要传给特定函数的可选参数
dictht ht[2];
int rehashindx; // 标记是否正在进行rehash
} dict;ht[2]保存2份哈希表（第二个在rehash的时候使用）。
typedef struct dictType {
unsigned int (*hashFunction)(const void* key);
void* (*keyDup)(void* privdata, const void* key); //复制键的函数
void* (*valDup)(void* privdata, const void* obj);
int (*keyCompare)(void* privdata, const void* key1, const void* key2);
void (*keyDestructor)(void* privdata, void* key);
void (*valDestructor)(void* privdata, void* obj);
}
typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsinged long sizemask; // 用于计算索引值，总是等于size-1
unsinged long used;
} dictht;
typedef struct dictEntry {
void* key;
union {
void* val;
uint64 _tu64;
int64 _ts64;
} v;
struct dictEntry *next; // 用于解决冲突的链表
} dictEntry;struct dictEntry 结构对redis对象在hashtable上进行了很好的抽象，在rehash中，从ht[0]只修改该Hash表中的对象的dictEntry指针即可实现对象的转移（从ht[0]到ht[1]）。
哈希算法
Redis 使用 MurmurHash2 算法计算。
hash = dict->type->hashFunction(key);
index = hash & dict->ht[x].sizemask;rehash
当load factor过大或过小时，进行rehash。此时为ht[1]分配空间，将ht[0]的内容rehash到ht[1]上，迁移完毕后释放ht[0]并将ht[0]指向ht[1]。
执行扩展操作时，ht[1]的大小为第一个大于2^n的 ht[0].used * 2。
执行收缩操作时，ht[1]为第一个大于2^n ht[0].used。
如果服务器没有执行BGSAVE或者BGREWRITEAOF且负载因子大于等于1，或者在执行这些操作且负载因子大于等于5，则开始进行扩展操作。若负载因子小于0.1则开始执行收缩操作。
在执行BGSAVE或BGREWRITEAOF时，Redis 需要创建当前服务器进行的子进程，而大多操作系统都采用写时复制（copy-on-write），所在在子进程存在期间，服务器会尽可能避免不必要的内存写入操作以节约内存。
渐进式rehash
在rehash期间服务器停止响应，所以需要渐进式完成。
分配ht[1]的空间；维持一个索引计数器变量rehashidx=0；
在rehash期间，每次对字典的修改或查询操作，除了执行指定操作外，顺带将ht[0]
在rehashidx索引上的所有键值对rehash到ht[1]，当rehash完成后将rehashidx加一。
所有键值对rehash完成后，rehashidx = -1。
在此过程中，字典的操作会在两个哈希表上进行。如果在ht[0]没有找到指定键会在ht[1]进行查找。新增加的键值对一律添加到ht[1]，ht[0]随着操作的进行最终变成空表。
Redis 2.2.2 的实现方法：对于每个字典在1ms的限定时间内，每次转移100个元素，直到转移完成。
int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData)
/*记录sever调用serverCron的总次数
*对于需要协调的不同的任务，可以依据loops%n的方式设置不同的频率 */
int loops = server.cronloops
。。。
/* We don't want to resize the hash tables while a bacground saving
* is in progress: the saving child is created using fork() that is
* implemented with a copy-on-write semantic in most modern systems, so
* if we resize the HT while there is the saving child at work actually
* a lot of memory movements in the parent will cause a lot of pages
* copied. 后台没有对数据进行操作的程序...*/
if (server.bgsavechildpid == -1 && server.bgrewritechildpid == -1) {
/*loops % 10 :
serverCron没循环10次，进行一次tryResizeHashTables检查*/
if (!(loops % 10)) tryResizeHashTables();
//下面的for是tryResizeHashTables源码
>for (j = 0; j < server.dbnum; j++) {
//htNeedsResize：检查used*100/size < REDIS_HT_MINFILL(设定的阈值)
if (htNeedsResize(server.db[j].dict))
dictResize(server.db[j].dict);//见下文分析 扩容Resize
if (htNeedsResize(server.db[j].expires))
dictResize(server.db[j].expires);
>}
if (server.activerehashing)
incrementallyRehash();//见下文分析 Rehash
}
------------------------扩容Resize------------------------------------------
/* Resize the table to the minimal size that contains all the elements,
* but with the invariant of a USER/BUCKETS ratio near to <= 1 */
int dictResize(dict *d)
{
int minimal;
if (!dict_can_resize || dictIsRehashing(d)/*rehashidx ?= -1*/) return DICT_ERR;
minimal = d->ht[0].used;
if (minimal < DICT_HT_INITIAL_SIZE)
minimal = DICT_HT_INITIAL_SIZE;
//minimal = Max(d->ht[0].used,DICT_HT_INITIAL_SIZE)
//原来的容量为size，现要扩充到used或DICT_HT_INITIAL_SIZE
return dictExpand(d, minimal);
}
/* Expand or create the hashtable */
int dictExpand(dict *d, unsigned long size)
{
dictht n; /* the new hashtable */
//将size扩展到2^n : while(1) { if (i >= size) return i; i *= 2; }
unsigned long realsize = _dictNextPower(size);
/* the size is invalid if it is smaller than the number of
* elements already inside the hashtable */
if (dictIsRehashing(d) || d->ht[0].used > size)
return DICT_ERR;
/* Allocate the new hashtable and initialize all pointers to NULL */
n.size = realsize;
n.sizemask = realsize-1;
n.table = zcalloc(realsize*sizeof(dictEntry*));
n.used = 0;
/* 如果是在dict的第一次申请空间？那么就直接将n赋给d->ht[0]，而且不需要rehash */
if (d->ht[0].table == NULL) {
d->ht[0] = n;
return DICT_OK;
}
/* Prepare a second hash table for incremental rehashing */
d->ht[1] = n;
d->rehashidx = 0; // rehashidx! = -1; 表示d进入了rehash阶段
return DICT_OK;
}
-------------------------Rehash-----------------------------------------
/*记得前文：serverCron作为一个定时器事件的处理函数，定时的时间为1ms
在serverCron会调用incrementallyRehash()函数去不断的完成rehash任务。
这里说“不断的"的意思是，rehash的任务不是一次性的函数调用完成的，可能需要
serverCron调用多次incrementallyRehash()来完成。
下文就是incrementallyRehash()函数和子函数的额调用关系，incrementallyRehash()
的执行限时为1ms，在这时间内，dictRehash()会以一定量任务(100)为单元进行d->ht的
转移。
*/
incrementallyRehash(void)
遍历server.db[],对db中的dict进行rehash，每个dict的限定时间为1ms
dictRehashMilliseconds(server.db[j].dict,1)
while(dictRehash的执行时间<1ms)
dictRehash(d,100)//详见下文源码
将dict->ht[1]取出100个元素(dictEntry) Rehash到dict->ht[0]
/* Performs N steps of incremental rehashing. Returns 1 if there are still
* keys to move from the old to the new hash table, otherwise 0 is returned.
* Note that a rehashing step consists in moving a bucket (that may have more
* thank one key as we use chaining) from the old to the new hash table. */
/*将依次将d->ht[1].table[]中的元素搬到d->ht[0].table[]，修改相关的used。
d->rehashidx：记录着当前的hashtable中搬了那一条链表的索引下标
d->ht[0].table[d->rehashidx] => d->ht[0].table[d->rehashidx]
完成一个dict的Rehash后，重置d->rehashidx = -1 */
int dictRehash(dict *d, int n) {
if (!dictIsRehashing(d)) return 0;
while(n--) {
dictEntry *de, *nextde;
/* Check if we already rehashed the whole table... */
//d->ht[0].used == 0 : 说明d->ht[0] 已经全部搬到 d->ht[1]
if (d->ht[0].used == 0) {
zfree(d->ht[0].table);
d->ht[0] = d->ht[1];
_dictReset(&d->ht[1]);
d->rehashidx = -1; //该dict的Rehash结束 设置为 -1
return 0;
}
/* Note that rehashidx can't overflow as we are sure there are more
* elements because ht[0].used != 0 */
while(d->ht[0].table[d->rehashidx] == NULL) d->rehashidx++;
de = d->ht[0].table[d->rehashidx];
/* Move all the keys in this bucket from the old to the new hash HT */
while(de) {
unsigned int h;
nextde = de->next;
/* Get the index in the new hash table */
h = dictHashKey(d, de->key) & d->ht[1].sizemask;
de->next = d->ht[1].table[h];
d->ht[1].table[h] = de;
d->ht[0].used--; ////////
d->ht[1].used++; ////////
de = nextde;
}
d->ht[0].table[d->rehashidx] = NULL;
d->rehashidx++;
}
return 1;
}