redis ziplist结构和运用

ziplist结构

ziplist即压缩列表，其本质是字节数组。该数组元素可以是字节数组或者整数。

ziplist的结构可以分成五个部分：

整体结构示意图如下

1. zlbytes：记录了整个ziplist的长度，占4个字节，因此压缩列表最长(2^32)-1字节；
2. zltail：记录了ziplist结束的位置，即相对于起始位置的偏移量，占4个字节；
3. zllen：记录了压缩列表的元素数目，占两个字节；当压缩列表的元素数目超过了（2^16）-1，即两个字节能够容纳的最大数量。此时需要遍历整个压缩列表才能获取到元素的数目；
4. entry：记录了ziplist中的实际元素；
5. zlend：记录了ziplist的结尾，占一个字节；

ziplist中的entry结构如下：
7. previous_entry_length：记录了压缩列表前一个节点的长度，该属性根据前一个节点的大小不同可以是1个字节或者5个字节；
8. encoding：记录了压缩列表的编码方式；
9. content： 记录系欸但的值

特点

• 结构紧凑：这是一把双刃剑，访问效率高，同时更新效率低。且数据量较大时，可能导致大量的内存复制（当然数据量太大的时候，redis不会使用ziplist）
• 逆向遍历：由于entry头部previous_entry_length，导致ziplist只能逆向遍历。但是插入数据还是在表头插入。
• 连锁更新：对前一条数据的更新，可能导致后一条数据的prev_entry_length和encoding所需长度的变化，导致连锁更新反应；更新操作的最坏时间是O(N2)。（这种情况发生的概率很小，和中彩票一样）

应用

在redis中，list，zset和hash三种数据结构都直接或者间接使用到了ziplist。

hash：当hash的key值或者value值长度超过64的时候，就会从ziplist变成hashtable

list：list的默认编码是quicklist，quicklist是由双向链表和ziplist组合成的。即整个结构是一个双向链表，链表具体元素内容是ziplist。

zset：当有序集合满足这两个条件：1.元素个数小于128；2.保存的所有元素成员都小于64字节，则会使用ziplist作为存储的数据结构。不满足这两个条件时，就会使用skiplist来存储。