Redis中的压缩列表

Redis中的压缩列表

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• 压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一
• 当一个哈希键只包含少量键值对，并且每个键值对的键和值要么就是小整数值，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哈希键的底层实现

压缩列表的构成

• 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，当值为65535时，存储的值不准确，此时的值需要通过遍历得到
• 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

压缩列表节点的构成

• 长度小于等于63字节的字节数组
• 长度小于等于16383字节的字节数组
• 长度小于等于4294967295字节的字节数组
• 4位长的无符号整数
• 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

previous_entry_length

• 保存前一个节点的长度
• 如果前一个节点的长度小于254个字节，那么previous_entry_length属性的长度为1字节，否则为5字节
• 可以通过该指针遍历整个压缩列表

encoding

• encoding属性记录了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它位记录
• 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它位记录

content

连锁更新

• 添加新的节点或者删除新的节点导致出现连锁更新
• 连锁更新在最坏情况下需要对压缩列表执行N次空间重分配操作，而每次空间重分配的最坏复杂度为O(N)，所以连锁更新的最坏复杂度为O(N^(2))

压缩列表API

函数	作用	算法复杂度
ziplistNew	创建一个新的压缩节点	O(1)
ziplistPush	创建一个包含给定值的新节点，并将这个新节点添加到压缩列表的表头或者表尾	平均O(N)，最坏O(N^(2))
ziplistInsert	将包含给定值的新节点插入到给定节点之后	平均O(N)，最坏O(N^(2))
ziplistIndex	返回压缩列表给定索引上的节点	O(N)
ziplistFind	在压缩列表中查找并返回包含了给定值的节点	因为节点的值可能是一个字节数组，所以检查节点值和给定值是否相同的复杂度为O(N)，而查找整个列表的复杂度则为O(N^(2))
ziplistNext	返回给定节点的下一个节点	O(1)
ziplistPrev	返回给定节点的前一个节点	O(1)
ziplistGet	获取给定节点所保存的值	O(1)
ziplistDelete	从压缩列表中删除给定的节点	平均O(N)，最坏O(N^(2))
ziplistDeleteRange	删除压缩列表在给定索引上的连续多个节点	平均O(N)，最坏O(N^(2))
ziplistBlobLen	返回压缩列表目前占用的内存字节数	O(1)
ziplistLen	返回压缩列表目前包含的节点数量	节点数量小于65535是为O(1)，大于65535时为O(N)