Redis数据结构之压缩列表

Posted 2020-11-10 编程人，在天涯

　　压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，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。

 

一、压缩列表结构
1. 压缩列表结构：

参数说明：
zlbytes：记录整个压缩列表占用的内存字节数。
zltail：记录压缩列表表尾节点距离压缩列表起始地址有多少字节。
zllen：记录了压缩列表包含的节点数量。
entryN：压缩列表的节点，节点长度由节点保存的内容决定。
zlend：特殊值0xFF（十进制255），用于标记压缩列表的末端。
2. 压缩列表节点结构：

参数说明：
previous_entry_length：记录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个字节里面。如果前一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，其中属性的第一字节会被设置为0xFE（十进制值 254），而之后的四个字节则用于保存前一节点的长度。因为节点的previous_entry_length属性记录了前一个节点的长度，所以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，缩列表的从表尾向表头遍历操作就是使用这一原理实现的。
encoding：记录节点的contents属性所保存数据的类型以及长度。分两种情况：（1）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他位记录；（2）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他位记录。
contents：保存节点的值，可以是一个字节数组或整数，类型和长度由节点的\'encoding\'属性决定。

 

二、连锁更新
　　由于压缩列表的\'previous_entry_length\'属性可能是1字节或5字节，若在一个压缩列表中，有多个连续的、长度介于250字节到253字节之间的节点，则添加新节点或删除节点都有可能会引发多个节点的连续多次空间扩展，这种现象称之为“连锁更新”。
因为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)。但“连锁更新”发生的概率是很低的，所以不必担心其会影响压缩列表的性能。

 

三、压缩列表在Redis中的用途
1. 作为列表键的底层实现之一：当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，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列表键的底层实现。
2. 作为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。