Redis源碼分析（二十四）--- tool工具類（2）

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            在上篇文章中初步的分析了一下，Redis工具類檔案中的一些用法，包括2個隨機演算法和迴圈冗餘校正演算法，今天，繼續學習Redis中的其他的一些協助工具輔助類的用法。包括裡面的大小端轉換演算法，sha演算法在Redis中的實現和通用工具類演算法util.c。

         先來看看大小端轉換演算法，大小端學習過作業系統的人一定知道是什麼意思，在不同的作業系統中，高位元字的儲存方式存在，高位在前，低位在後，或是高位在後，低位在前，所以這裡面就涉及到轉換，根據不同的作業系統，有不同的轉換方式，所以Redis在這方面就開放了這樣一批的API；

/* 對於16位，32位，64位作大小端的轉換 */void memrev16(void *p);void memrev32(void *p);void memrev64(void *p);uint16_t intrev16(uint16_t v);uint32_t intrev32(uint32_t v);uint64_t intrev64(uint64_t v);

挑出其中的一個API的實現:

/* Toggle the 32 bit unsigned integer pointed by *p from little endian to * big endian *//* 32位需要4個位元組，第0和第3個，第1和第2個位元組作交換 */ void memrev32(void *p) {    unsigned char *x = p, t;    t = x[0];    x[0] = x[3];    x[3] = t;    t = x[1];    x[1] = x[2];    x[2] = t;}

總之就是做頭尾部的交換。

       下面在Redis中的密碼編譯演算法的實現，採用的是SHA演算法，/SHA：Secure Hash Algorithm安全散列演算法,與MD5演算法類似，也是屬於單向密碼編譯演算法，在加密長度上，做了很大的擴充，安全性也更高長度不超過2^64位的字串或二進位流，經過SHA-1編碼後，產生一個160位的二進位串 。在Redis中的C語言調用:

intmain(int argc, char **argv){    SHA1_CTX ctx;    unsigned char hash[20], buf[BUFSIZE];    int i;    for(i=0;i<BUFSIZE;i++)        buf[i] = i;/* Redis代碼中SHA演算法的調用方法 */    SHA1Init(&ctx);    for(i=0;i<1000;i++)        SHA1Update(&ctx, buf, BUFSIZE);    SHA1Final(hash, &ctx);    printf("SHA1=");    for(i=0;i<20;i++)        printf("%02x", hash[i]);    printf("\n");    return 0;}

        最後說說裡面的util.c通用工具類的演算法實現，裡面可是有許多亮點的存在，先給出具體的API，主要涉及的是數字和字串之間的轉換:

int stringmatchlen(const char *p, int plen, const char *s, int slen, int nocase); /*支援glob-style的萬用字元格式,如*表示任意一個或多個字元,?表示任一字元,[abc]表示方括弧中任意一個字母。*/int stringmatch(const char *p, const char *s, int nocase); /*支援glob-style的萬用字元格式,長度的計算直接放在方法內部了，直接傳入模式和原字串*/long long memtoll(const char *p, int *err); /* 記憶體大小轉化為單位為位元組大小的數值表示 */int ll2string(char *s, size_t len, long long value); /* long long類型轉化為string類型 */int string2ll(const char *s, size_t slen, long long *value); /* String類型轉換為long long類型 */int string2l(const char *s, size_t slen, long *value); /* String類型轉換為long類型，核心調用的方法還是string2ll()方法 */int d2string(char *buf, size_t len, double value); /* double類型轉化為String類型 */sds getAbsolutePath(char *filename); /* 擷取輸入檔案名稱的絕對路徑 */int pathIsBaseName(char *path); /* 判斷一個路徑是否就是純粹的檔案名稱，不是相對路徑或是絕對路徑 */

 看第一個方法，Regex匹配的原理實現，平時我們只知道去調用系統的Regex去匹配字串，卻不知道其中的原理，今天總是明白了:

/* Glob-style pattern matching. *//*支援glob-style的萬用字元格式,如*表示任意一個或多個字元,?表示任一字元,[abc]表示方括弧中任意一個字母。*/int stringmatchlen(const char *pattern, int patternLen,        const char *string, int stringLen, int nocase){    while(patternLen) {        switch(pattern[0]) {        case '*':            while (pattern[1] == '*') {            //如果出現的是**，說明一定匹配                pattern++;                patternLen--;            }            if (patternLen == 1)                return 1; /* match */            while(stringLen) {                if (stringmatchlen(pattern+1, patternLen-1,                            string, stringLen, nocase))                    return 1; /* match */                string++;                stringLen--;            }            return 0; /* no match */            break;        case '?':            if (stringLen == 0)                return 0; /* no match */            /* 因為？能代表任何字元，所以，匹配的字元再往後挪一個字元 */            string++;            stringLen--;            break;        case '[':        {            int not, match;            pattern++;            patternLen--;            not = pattern[0] == '^';            if (not) {                pattern++;                patternLen--;            }            match = 0;            while(1) {                if (pattern[0] == '\\') {                //如果遇到轉義符，則模式字元往後移一個位置                    pattern++;                    patternLen--;                    if (pattern[0] == string[0])                        match = 1;                } else if (pattern[0] == ']') {                //直到遇到另外一個我中括弧，則停止                    break;                } else if (patternLen == 0) {                    pattern--;                    patternLen++;                    break;                } else if (pattern[1] == '-' && patternLen >= 3) {                    int start = pattern[0];                    int end = pattern[2];                    int c = string[0];                    if (start > end) {                        int t = start;                        start = end;                        end = t;                    }                    if (nocase) {                        start = tolower(start);                        end = tolower(end);                        c = tolower(c);                    }                    pattern += 2;                    patternLen -= 2;                    if (c >= start && c <= end)                        match = 1;                } else {                    if (!nocase) {                        if (pattern[0] == string[0])                            match = 1;                    } else {                        if (tolower((int)pattern[0]) == tolower((int)string[0]))                            match = 1;                    }                }                pattern++;                patternLen--;            }            if (not)                match = !match;            if (!match)                return 0; /* no match */            string++;            stringLen--;            break;        }        case '\\':            if (patternLen >= 2) {                pattern++;                patternLen--;            }            /* fall through */        default:        /* 如果沒有Regex的關鍵字符，則直接比較 */            if (!nocase) {                if (pattern[0] != string[0])                //不相等，直接不匹配                    return 0; /* no match */            } else {                if (tolower((int)pattern[0]) != tolower((int)string[0]))                    return 0; /* no match */            }            string++;            stringLen--;            break;        }        pattern++;        patternLen--;        if (stringLen == 0) {            while(*pattern == '*') {                pattern++;                patternLen--;            }            break;        }    }    if (patternLen == 0 && stringLen == 0)    //如果匹配字元和模式字元匹配的長度都減少到0了，說明匹配成功了        return 1;    return 0;}

非常神奇的代碼吧，從來沒有想過去實現Regex原理的代碼。還有一個方法是ll2string方法，數字轉字元的方法，如果是我們平常的做法，就是除10取餘，加上對應的數字字元，但是要轉換的可是ll類型啊，長度非常長，效率會導致比較低，所以在Redis中作者，直接按除100算，2位，2位的賦值，而且用數字字元數字，做處理，直接按下標來賦值，避免了對餘數的多次判斷:

/* Convert a long long into a string. Returns the number of * characters needed to represent the number. * If the buffer is not big enough to store the string, 0 is returned. * * Based on the following article (that apparently does not provide a * novel approach but only publicizes an already used technique): * * https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/three-optimization-tips-for-c/10151361643253920 * * Modified in order to handle signed integers since the original code was * designed for unsigned integers. *//* long long類型轉化為string類型 */int ll2string(char* dst, size_t dstlen, long long svalue) {    static const char digits[201] =        "0001020304050607080910111213141516171819"        "2021222324252627282930313233343536373839"        "4041424344454647484950515253545556575859"        "6061626364656667686970717273747576777879"        "8081828384858687888990919293949596979899";    int negative;    unsigned long long value;    /* The main loop works with 64bit unsigned integers for simplicity, so     * we convert the number here and remember if it is negative. */    /* 在這裡做加號或減號的判斷處理 */    if (svalue < 0) {        if (svalue != LLONG_MIN) {            value = -svalue;        } else {            value = ((unsigned long long) LLONG_MAX)+1;        }        negative = 1;    } else {        value = svalue;        negative = 0;    }    /* Check length. */    uint32_t const length = digits10(value)+negative;    if (length >= dstlen) return 0;    /* Null term. */    uint32_t next = length;    dst[next] = '\0';    next--;    while (value >= 100) {    //做值的換算        int const i = (value % 100) * 2;        value /= 100;        //i所代表的餘數值用digits字元數組中的對應數字代替了        dst[next] = digits[i + 1];        dst[next - 1] = digits[i];        next -= 2;    }    /* Handle last 1-2 digits. */    if (value < 10) {        dst[next] = '0' + (uint32_t) value;    } else {        int i = (uint32_t) value * 2;        dst[next] = digits[i + 1];        dst[next - 1] = digits[i];    }    /* Add sign. */    if (negative) dst[0] = '-';    return length;}

digit[201]就是從00-99的數字字元，餘數的賦值就通過這個數組，高效，方便，是提高了很多的速度。又發現了Redis代碼中的一些亮點。

Redis源碼分析（二十四）--- tool工具類（2）