redis-压缩列表

最新推荐文章于 2023-11-24 10:14:06 发布

原创最新推荐文章于 2023-11-24 10:14:06 发布 · 355 阅读

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本文详细解析了Redis压缩列表的数据结构原理，包括zlbytes、zltail、zllen等关键属性，以及entryX和zlend的作用。了解其如何节省内存并高效存储小整数和短字符串列表。

压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么 Redis 就会使用压缩列表来做列表键的底层实现。
压缩列表是 Redis 为了节约内存而开发的，由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型（sequential）数据结构。一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry），每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

$digraph { label = "\n 图 7-1 压缩列表的各个组成部分"; node [shape = record]; ziplist [label = " zlbytes | zltail | zllen | entry1 | entry2 | ... | entryN | zlend "]; }$

属性	类型	长度	用途
zlbytes	uint32_t	`4` 字节	记录整个压缩列表占用的内存字节数：在对压缩列表进行内存重分配，或者计算 `zlend` 的位置时使用。
zltail	uint32_t	`4` 字节	记录压缩列表表尾节点距离压缩列表的起始地址有多少字节：通过这个偏移量，程序无须遍历整个压缩列表就可以确定表尾节点的地址。
zllen	uint16_t	`2` 字节	记录了压缩列表包含的节点数量：当这个属性的值小于 `UINT16_MAX` （`65535`）时，这个属性的值就是压缩列表包含节点的数量；当这个值等于 `UINT16_MAX` 时，节点的真实数量需要遍历整个压缩列表才能计算得出。
entryX	列表节点	不定	压缩列表包含的各个节点，节点的长度由节点保存的内容决定。
zlend	uint8_t	`1` 字节	特殊值 `0xFF` （十进制 `255` ），用于标记压缩列表的末端。

$digraph { label = "\n 图 7-4 压缩列表节点的各个组成部分"; node [shape = record]; n [label = " previous_entry_length | encoding | content "]; }$

previous_entry_length 属性以字节为单位，记录了压缩列表中前一个节点的长度，长度可以是 1 字节或者 5 字节。
- 如果前一节点的长度小于 254 字节，那么 previous_entry_length 属性的长度为 1 字节：前一节点的长度就保存在这一个字节里面。
- 如果前一节点的长度大于等于 254 字节，那么 previous_entry_length 属性的长度为 5 字节：其中属性的第一字节会被设置为 0xFE （十进制值 254），而之后的四个字节则用于保存前一节点的长度。
encoding 属性记录了节点的 content 属性所保存数据的类型以及长度：
- 一字节、两字节或者五字节长，值的最高位为 00 、 01 或者 10 的是字节数组编码：这种编码表示节点的 content 属性保存着字节数组，数组的长度由编码除去最高两位之后的其他位记录；
- 一字节长，值的最高位以 11 开头的是整数编码：这种编码表示节点的 content 属性保存着整数值，整数值的类型和长度由编码除去最高两位之后的其他位记录；
  数值的类型和长度由编码除去最高两位之后的其他位记录；
content 属性负责保存节点的值，节点值可以是一个字节数组或者整数，值的类型和长度由节点的 encoding 属性决定。