有趣的Redis：数据结构详解-ziplist

在这里插入图片描述

压缩列表的数据结构

zset和hash容器对象在元素个数较少的时候，采用压缩列表（ziplist）来存储。压缩列表是一块连续的内存空间。结构如下
在这里插入图片描述

属性	类型	长度	用途
zlbytes	uint32_t	4字节	整个压缩列表占用字节数
zltail	uint32_t	4字节	最后一个元素距离压缩列表起始位置的偏移量，用于快速定位最后一个元素
zllen	uint16_t	2字节	压缩列表的节点数量，值小于UINT16_MAX（65535）时，这个属性值就是压缩列表包含节点的数量，值等于UINT16_MAX，节点的数量需要遍历整个压缩列表才能计算得出
entry	不定	不定	元素内容，可以是字节数组，也可以是整数
zlend	uint8_t	1字节	压缩列表结束标志，值恒为0xFF（十进制255）

下图是压缩列表的示意图
在这里插入图片描述
zlbytes的值为0x50（十进制80），表示压缩列表的总长度为80字节
zltail的值为0x3c（十进制60），entry3元素距离列表起始位置的偏移量为60，起始位置的指针加上60就能算出表尾节点entry3的地址
zllen的值为0x3（十进制3），表示压缩列表包含3个节点

那么每个元素的组成又是怎样的呢？
每个元素的数据结构如下图所示
在这里插入图片描述

previous_entry_length

previous_entry_length以字节为单位，记录了压缩列表中前一个节点的长度，这样主要为了方便倒着遍历。通过zltail属性直接定位压缩列表的最后一个节点，然后通过previous_entry_length定位前一个节点。

如果前一个节点的长度小与254字节，那么previous_entry_length属性的长度为1字节（1个字节可以表示的最大长度为2⁸-1=255，但是255被设置为压缩列表的结束标志了，所以为254）
如果前一个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。属性的第一字节会被设置成0xFE（十进制为254），而之后的四个字节则用于保存前一字节的长度

encoding

encoding存储了元素内容的类型编码信息，ziplist通过这个字段来决定后面的content的形式
Redis通过encoding字段的前缀来识别存储的格式

字节数组编码

编码	编码长度	content属性保存的值
00xxxxxx	1字节	长度小于等于63的字节数组（2⁶-1）
01xxxxxx xxxxxxxx	2字节	长度小于16383的字节数组（2¹⁴-1）
10xxxxxx aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc dddddddd	5字节	长度小于2³⁸-1的字节数组

整数编码

编码	编码长度	content属性保存的值
11000000	1字节	int16_t类型的数
11010000	1字节	int32_t类型的数
11100000	1字节	int64_t类型的数
11110000	1字节	int24类型的数
11111110	1字节	int8类型的数
1111xxxx	1字节	0-12之间的数字，没有content

可以看到编码为 1111xxxx时，没有content
因为编码本身的xxxx四个位已经保存了一个介于0-12之间的值，所以它无需content属性。xxxx的范围只能是（0001-1101），也就是1～13，因为0000，1110，1111都被占用了。读取value后会减1，即能0-12之间的值

content

保存节点的值，节点值可以是字节数组或者整数，值的类型和长度由encoding决定

级连更新

ziplist总结

优点：使用了一块连续的内存，省区了头尾指针占用内存的大小
缺点：对于插入或者增加新的元素会触发连锁更新反应

参考博客

[1]https://jishuin.proginn.com/p/763bfbd3293c