4.压缩列表

        压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一，当一个列表只包含少量列表项，并且每个列表想要么是小数，要么是长度比较短的字符串，那么redis就会使用压缩列表。

1. 压缩列表的构成

        压缩列表是redis为了节约内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构。一个压缩列表可以包含任意多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值；

• zlbytes：类型uint32_t，长度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：类型uint32_t，长度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：类型uint16_t，长度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；当这个值大于uint16_max时，节点的数量需要遍历整个压缩列表才能计算得出；
• entryX：列表节点，长度不定，压缩列表包含的各个节点，节点的长度有节点保存的内容决定；
• zlend：uint8_t，长度1字节，用于标记压缩列表的末端；

压缩列表示例：

压缩列表zlbytes属性的值为0x50，转化成十进制为80，表示压缩列表的总长为80字节；

zltail属性的值为0x3c(十进制60)，表示有一个指向压缩列表起始地址的指针p，那么在指针p上加上偏移量60，就可以得出表尾节点entry3的地址；

zllen属性的值为0x3(十进制3)，表示压缩列表包含三个节点；

2. 压缩列表节点的构成

每个压缩列表节点可以保存一个字节数组或者一个整数值，其中，字节数组可以时一下三种长度的其中一种：

• 长度小于等于63（26-1）字节的字节数组；
• 长度小于等于163383（214-1）字节的字节数组；
• 长度小于等于4294967295（232-1）字节的字节数组；

而整数值则可以时以下六种长度的其中一种：

• 4位长，介于0-12之间的无符号整数；
• 1字节长的有符号整数；
• 3字节长的有符号整数；
• int16_t类型整数；
• int32_t类型整数；
• int64_t类型整数；

每个压缩列表节点都由previous_entry_length，encoding，content三个部分组成；

2.1 previous_entry_length

        节点的previous_entry_length属性以字节位单位，记录了压缩列表中前一个节点的长度，previous_entry_length属性的长度可以是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字节里面；如果前一字节的长度大于等于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)，而之后的四字节则用于保存前一节点的长度。

        如下图所示，表示前一节点的长度为5字节：

        如下图所示，属性的值为0xFE00002766，其中值的最高位字节0xFE表示这是五字节长的previous_entry_length属性，而之后的四字节0x00002766（十进制值10086）才是前一节点的实际长度。

        previous_entry_length属性记录前一节点的长度，程序可以通过指针运算，根据当前节点的起始地址来计算出前一个节点的起始地址，压缩列表从表尾向表头遍历就是使用的这一原理实现的。

2.2 encoding

encoding属性记录了节点的content属性所保存数据的类型及长度：

        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，数组的长度由编码出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，整数值的类型和长度由编码出去最高两位之后的其他位记录；

字节数组编码：

整数编码：

2.3 content

负责保存节点的值。

示例1：encoding的值00001011，前两位00表示是字节数组类型，后六位表示字节数组的长度是11；

示例2：encoding的值11000000，前两位11表示是整数值，后六位则表示content是一个int16_t类型的整数值。

3. 连锁更新

        有一种情况，在一个压缩列表中，有多个连续的，长度介于250~253字节之间的节点，当我们将一个长度大于等于254字节的新节点new设置为压缩列表的表头节点，那么new将成为e1的前置节点，因为e1的previous_entry_length属性仅长1字节，所以程序需要将e1节点的previous_entry_length从1字节扩展为5字节，由此导致后面的多个节点的previous_entry_length属性都需要从原来的1字节扩展为5字节，这种情况下产生的连续多次空间扩展操作称为“连锁更新”。

        除了添加新节点会引发连锁更新之外，删除节点也可能引发连锁更新；

        因为连锁更新在最坏的情况下需要对压缩列表进行N次空间重分配，最坏复杂度为O（N），所以连锁更新的最坏复杂度为O（N 2）。

        虽然连锁更新的复杂度较高，但他真正造成性能问题的几率很低：首先压缩列表里正好有多个连续的，长度介于250至253字节之前的节点，才会触发连锁更新；其次，即使出现连锁更新，只要被更新的节点数量不多，也不会对性能造成影响，比如对三五个节点进行连锁更新是绝对不会影响性能的。