Redis 的哈希对象（z_hash）及其源码分析

Redis 的哈希对象（hash 对象）采用两种实现方式，分别对应连续内存和非连续内存。连续内存方式简单高效，但存储容量有限；非连续内存方式存储容量不受限，但效率相对较低。

针对不同的应用场景，Redis 选择了不同的实现方式。在分析源码之前，我们先了解一下这两种实现方式的优缺点。

连续内存

优点：

• 内存占用连续，查询效率高。
• 适用于小规模数据集。

缺点：

• 存储容量有限，容易发生哈希冲突。
• 哈希扩容时需要重新分配内存，开销较大。

非连续内存

优点：

• 存储容量不受限。
• 避免哈希冲突，查询效率稳定。

缺点：

• 内存占用不连续，查询效率较低。
• 哈希扩容时只需调整指针，开销较小。

Redis 在 4.0 版本之前，hash 对象只采用连续内存的实现方式，称为 ziplist 。从 4.0 版本开始，Redis 引入了非连续内存的实现方式，称为 hash table ，也称为 z_hash 。

z_hash 的数据结构

z_hash 由两个哈希表组成：

• dict ：存储键值对。
• zskiplist ：存储键值对的指针。

dict 是一个哈希表，键为字符串，值为 zskiplistEntry 。zskiplistEntry 是一个双向链表节点，存储键值对和指向 zskiplist 的指针。

zskiplist 是一个跳表，键为字符串，值为 zskiplistNode 。zskiplistNode 是一个双向链表节点，存储键值对。

z_hash 的查询过程

查询 z_hash 中的键值对时，Redis 会先在 dict 中查找，如果找到，则直接返回。如果 dict 中没有找到，则在 zskiplist 中查找。

z_hash 的扩容过程

当 z_hash 中的键值对数量超过一定阈值时，Redis 会触发扩容。扩容过程包括两个步骤：

1. 重新分配内存，创建一个新的 z_hash。
2. 将原有的键值对迁移到新的 z_hash 中。

由于 zskiplist 的查询效率较低，所以 Redis 会在 z_hash 中设置一个 max_step 值。当 zskiplist 的层数超过 max_step 时，Redis 会将 zskiplist 转换为 ziplist。

z_hash 的源码分析

z_hash 的源码位于 redis/src/hash.c 文件中。主要函数如下：

• zhashCreate ：创建 z_hash。
• zhashGet ：查询 z_hash 中的键值对。
• zhashPut ：向 z_hash 中插入键值对。
• zhashDel ：从 z_hash 中删除键值对。
• zhashResize ：扩容 z_hash。
• zhashConvert ：将 z_hash 转换为 ziplist。

通过对 z_hash 源码的分析，我们可以深入了解 Redis 中哈希对象的实现原理，从而更好地使用 Redis。