Redis底层数据结构 ------＞ quicklist

之前的文章我曾总结到了Redis数据结构一链表和Redis数据结构一压缩列表这两种数据结构，他们是Redis List(列表)对象的底层实现方式。

但是考虑到艇表的附加空间相对太高,prev和next 指针就要占去 16个字节(64bit 系统的指针是8个字节)，另外每个节点的内存都是单独分配，会加剧内存的碎片化，影响内存管理效率。

因此Redis3.2版本开始对列表数据结构进行了改造，使用quicklist代替了 ziplist和 linkedlist.

 

如图：

一、基本结构

quicklist 实际上是ziplist和linkedList的混合体，它将linkedList 按段切分，每一段使用ziplist 来紧凑存储，多个zipList之间使用双向指针串接起来。
 

Redis3.2之前： 列表对象的底层数据结构（linkedlist 与 ziplist）为：

Redis3.2之后，列表对象的底层数据结构（quicklist）为：

typedef struct quicklistNode {
    struct quicklistNode *prev; //上一个node节点
    struct quicklistNode *next; //下一个node
    unsigned char *zl;            //保存的数据 压缩前ziplist 压缩后压缩的数据
    unsigned int sz;             /* ziplist size in bytes */
    unsigned int count : 16;     /* count of items in ziplist */
    unsigned int encoding : 2;   /* RAW==1 or LZF==2 */
    unsigned int container : 2;  /* NONE==1 or ZIPLIST==2 */
    unsigned int recompress : 1; /* was this node previous compressed? */
    unsigned int attempted_compress : 1; /* node can't compress; too small */
    unsigned int extra : 10; /* more bits to steal for future usage */
} quicklistNode;

typedef struct quicklistLZF {
    unsigned int sz; /* LZF size in bytes*/
    char compressed[];
} quicklistLZF;

typedef struct quicklist {
    quicklistNode *head;
    quicklistNode *tail;
    unsigned long count;        /* total count of all entries in all ziplists */
    unsigned long len;          /* number of quicklistNodes */
    int fill : QL_FILL_BITS;              /* fill factor for individual nodes */
    unsigned int compress : QL_COMP_BITS; /* depth of end nodes not to compress;0=off */
    unsigned int bookmark_count: QL_BM_BITS;
    quicklistBookmark bookmarks[];
} quicklist;

 

二、常用操作

2.1插入

quicklist可以选择在头部或者尾部进行插入( quicklistPushHead和quicklistrushTail )，而不管是在头部还是尾部插入数据，都包含两种情况:

• ·如果头节点(或尾节点) 上ziplist大小没有超过限制(即_quicklistModeAlLowEInsert 返回1)，那么新数据被直接插入到ziplist中(调明ziplisteush ) 。
• ·如果头节点(或尾节点)上ziplist太大了，那么新创建一个quicklistlode节点(对应地也会新创建一个ziplist)，然后把这个新创建的节点插入到quicklist双向链表中。

 

也可以从任意指定的位置插入。

quicklistInsertAfter和quicklistInsertBefore就是分别在指定位置后面和前面插入数据项。

这种在任意指定位置插入数据的操作，要比在头部和尾部的进行插入要复杂一些。

• 当插入位置所在的ziplist大小没有超过限制时，直接插入到ziplist中就好了;
• 当插入位置所在的ziplist大小超过了限制，但插入的位置位于ziplist两端，并且相邻的quicklist链表节点的ziplist大小没有超过限制，那么就转而插入到相邻的那个quicklist链表节点的ziplist中;
• 当插入位置所在的ziplist大小超过了限制，但插入的位置位于ziplist两端，并且相邻的Squicklist链表节点的ziplist大小也超过限制，这时需要新创建一个quicklist链表节点插入。
• 对于插入位置所在的ziplist大小超过了限制的其它情况(主要对应于在ziplist中间插入数据的情况)，则需要把当前ziplist分裂为两个节点，然后再其中一个节点上插入数据

 

2.2查找

list的查找操作主要是对index的我们的quicklist的节点是由一个一个的ziplist构成的每个ziplist都有大小。所以我们就只需要先根据我们每个node的个数，从而找到对应的ziplist，调用ziplist的index就能成功找到。

 

2.3 删除

区间元素删除的函数是 quicklistDelRangequicklist 在区间删除时，会先找到start 所在的 quicklistlode，计算删除的元素是否小于要删除的count，如果不满足删除的个数，则会移动至下一个quicklistNode 继续删除，依次循环直到删除完成为止。
quicklistDelRange 函数的返回值为int类型，当返回1时表示成功的删除了指定区间的元素，返回0时表示没有删除任何元素。

 

小结

Redis quicklist是Redis 3.2版本以后针对链表和压缩列表进行改造的一种数据结构，是ziplist和1inkedList的混合体，相对于键表它压缩了内存。进一步的提高了效率。