前言Redis是一个键值对数据库，它的键是通过哈希存储的。整个Redis可以认为是一个外层哈希，之所以称为外层哈希，是因为Redis在内部也提供了一种哈希类型，可以称为内层哈希。当我们使用哈希对象进行数据存储时，对于整个Redis来说，有两层哈希存储。哈希对象哈希对象本身也是一种key-value存储结构，底层存储结构也可以分为ziplist（压缩列表）和hashtable（哈希表）两种。这两种存储结构也是通过编码来区分的：编码属性描述对象编码命令返回值OBJ_ENCODING_ZIPLIST使用压缩列表实现hash对象ziplistOBJ_ENCODING_HT使用字典实现hash对象hashtablekey-value在hashtableRedis中被dictEntry对象封装，hash表再次封装dictEntry对象得到，即哈希表对象dicttht：typedefstructdict{dictEntry**table;//哈希表数组unsignedlongsize;//哈希表大小unsignedlongsizemask;//掩码大小，用于计算索引值，始终等于size-1unsignedlongused;//哈希表中已存在的节点数}dicttht;注意：上面结构体定义中的table是一个数组，其中的每一个元素都是一个dictEntry对象。字典字典，也称为符号表、关联数组或映射，具有嵌套在字典中的哈希表dictht对象。下面是字典ht的定义：typedefstructdict{dictType*type;//字典类型的一些具体函数void*privdata;//私有数据，type中的具体函数可能需要用到dictththt[2];//哈希表（注意这里有2个hash表）longrehashidx;//rehash索引，不在rehash时，值为-1unsignedlongiterators;//使用的迭代器个数}dict;其中dictType内部定义了一些常用的函数，其数据结构定义如下：constvoid*key);//复制键函数void*(*valDup)(void*privdata,constvoid*obj);//复制值函数int(*keyCompare)(void*privdata,constvoid*key1,constvoid*key2);//比较键函数void(*keyDestructor)(void*privdata,void*key);//销毁键函数void(*valDestructor)(void*privdata,void*obj);//销毁值函数}dictType;当我们创建一个哈希对象时，可以得到如下图（部分属性省略）：在rehash操作dict中定义了一个数组ht[2]，在ht[2]中定义了两个哈希表：ht[0]和HT[1].默认情况下，Redis只会使用ht[0]，不会使用ht[1]，也不会为ht[1]初始化分配空间。在设置一个hash对象时，hash数组（上图中的dictEntry[3]）中的下标落在哪个下标是通过计算hash值来决定的。如果出现hash冲突（计算出的hash值一致），那么同一个下标就会有多??个dictEntry，从而形成一个链表（上图中最右边的点指向NULL位置），但应该是注意，最后插入的元素总是落在链表的最前面（即发生哈希冲突时，该节点总是放在链表的头部）。读取数据时，遇到有多个元素的结点，需要遍历链表，所以链表越长，性能越差。为了保证哈希表的性能，当满足以下两个条件之一时，需要对哈希表进行rehash：当加载因子大于等于1且dict_can_resize为1时。当加载因子为大于或等于安全阈值(dict_force_resize_ratio=5)。PS：负载因子=哈希表使用的节点数/哈希表的大小（即：h[0].used/h[0].size）。rehash步骤扩展哈希和收缩哈希是通过执行rehash完成的，涉及到空间的分配和释放，主要通过以下五个步骤：1.为dictionarydict的ht[1]哈希表分配空间，其大小取决于当前哈希表保存的节点数（即：ht[0].used）：如果是扩展操作，ht[1]的大小为2的n次方，第一个大于或等于ht[0].used*2属性的值（比如used=3，此时ht[0].used*2=6，所以2的3次方为8，也就是第一个值大于使用*2（2的二次方<6和2的三次方>6））。如果是收缩操作，ht[1]的大小是第一个大于或等于ht[0]的值。在2的n次方中使用。2.设置字典中属性rehashix的值为0，表示正在执行rehash操作。3、将ht[0]中的所有键值对一一重新计算hash值，放到ht[1]数组的相应位置。每次rehash一个键值对完成后，rehashix的值需要加1。4.ht[0]中的所有键值对迁移到ht[1]后，释放ht[0]，将ht[1]改为ht[0]，然后新建一个ht[1]]数组，为下一次rehash做准备。5、将字典中的属性rehashix设置为-1，表示rehash操作结束，等待下一次rehash。Redis中的rehash操作并不是一次性全部rehash，而是将ht[0]到ht[1]中的键值对分多次慢慢rehash，所以这种操作也叫它progressiverehash。Progressiverehash可以避免集中式rehash带来的巨大计算量，这是一种分而治之的思想。在progressiverehash的过程中，因为可能有新的key-valuepair存入，此时**Redis的做法是将新加入的key-valuepair放入ht[1]，从而保证ht[0]键值对的数量只会减少**。在进行rehash操作时，如果服务端收到客户端的命令请求操作，会先查询ht[0]，如果找不到结果再查询ht[1]。ziplistziplist的一些特性在上一篇文章中已经单独分析过了。如果您想了解更多信息，可以单击此处。但是需要注意的是，hash对象中的ziplist和list对象中的ziplist是有区别的。hash对象是key-value形式，所以ziplist也用key-value表示，key和value靠得很近：对象会选择使用ziplist编码进行存储：hash对象中所有键值对（包括key和value）的总长度小于等于64字节（这个阈值可以通过参数hash-max-控制ziplist值）。哈希对象中键值对的个数小于等于512（这个阈值可以通过参数hash-max-ziplist-entries来控制）。一旦这两个条件中的任何一个不满足，哈希对象就会选择使用哈希表编码进行存储。哈希对象常用命令hsetkeyfieldvalue：设置单个字段（哈希对象的键值）。hmsetkeyfield1value1field2value2：设置多个字段（哈希对象的键值）。hsetnxkeyfieldvalue：设置哈希表key中field字段的值为value，如果该字段已经存在，则什么都不做。hgetkeyfield：获取哈希表key中field字段对应的值。hmgetkeyfield1field2：获取哈希表key中多个field字段对应的values。hdelkeyfield1field2：删除哈希表key中的一个或多个字段。hlenkey：返回哈希表中字段的个数键。hincrbykeyfieldincrement：对哈希表的key中field字段的值增加increment。增量可以是负数。如果该字段不是数字，则会报错。hincrbyfloatkeyfieldincrement：对哈希表的key中field字段的值增加increment。增量可以是负数。如果字段不是float类型，会报错。hkeyskey：获取哈希表中所有字段的key。hvalskey：获取哈希表中所有字段的值。知道了操作哈希对象的常用命令，我们就可以验证上面提到的哈希对象的类型和编码了。在测试之前，为了防止其他键值的干扰，我们先执行flushall命令清空Redis数据库。然后依次执行以下命令：hsetaddresscountrychinatypeaddressobjectencodingaddress得到如下效果：可以看到当我们的hash对象只有一对键值对时，底层编码是ziplist。现在我们将hash-max-ziplist-entries参数改为2，重启Redis，最后输入如下命令进行测试：hmsetkeyfield1value1field2value2field3value3objectencodingkey输出结果如下：可以看到，编码已经变成hashtable了。总结本文主要介绍了Redis中常用的5种数据类型中hash类型的底层存储结构hashtable的使用，以及当hash分布不均匀时Redis是如何重新哈希的。最后，我了解了一些散列对象。常用的命令，并通过一些例子来验证本文的结论。
