Redis设计与实现 第 7 章 压缩列表

第 7 章 压缩列表

ziplist 是列表键和哈希表底层实现之一

当一个列表键只包含少量列表项，且每个列表项是小整数值或者长度比较短的字符串时会使用 ziplist

127.0.0.1:6379> rpush lst 1 3 5 10086 "hello" "world"
(integer) 6
127.0.0.1:6379> OBject encoding lst
"ziplist"

​

7.1 压缩列表的构成

节约内存，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一个整数值

例子：

7.2 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

字节数组可以是以下一种

• 长度小于等于 63 (2^6 - 1)字节的字节数组
• 16383 (2^14 - 1)
• 4294967295 (2^32 - 1)

整数可以是：

• 4 位行，[0, 12] 的无符号整数
• 1 字节的有符号整数
• 3 字节的有符号数
• int16_t
• int32_t
• int64_t

7.2.1 previous_entry_length

previous_entry_length 字节为单位，记录压缩列表前一个字节的长度，本身长度可以是 1 字节或 5 字节

• 如果前一节点长度小于 254 字节，则为 1 字节
• 如果前一节点长度大于等于 254 字，则为 5 字节，该属性的第一字节会被设置为 0xFE (254)。后面四个字节则用来保存前一节点的长度

可以通过当前节点的起始地址来计算前一个节点的起始地址，压缩列表的从表尾向表头遍历操作就是使用这一原理的，

7.2.2 encoding

encoding 记录节点的 content 属性所保存数据的类型以及长度

• 1 字节、2 字节、或 5 字节，值最高位是 00、01、10的字节数组编码：
  • 表示 content 保存的是字节数组，数组长度为去除最高两位后的其他位记录
• 1 字节长，值最高位为 11：
  • content 保存的是整数值，值为去除最高两位后的其他位记录

7.2.3 content

7.2.4 连锁更新

假如 e1 - eN 都是 250-253 字节，添加新节点 new ，且大小大于 254 字节，此时 e1 的previous_entry_length 只是 1 字节，于是需要重新分配内存空间，e1 的总长度变化，可能超过 254 字节，于是 e2 变化，直到 eN

这种特殊情况下产生的连续多次空间扩展操作称之为“连锁更新”

同理，删除节点也可能引发连锁更新

连锁更新最坏情况下需要对压缩列表执行 N 次空间重分配操作，每次重分配操作的时间复杂度为 O(n)，所以连锁更新最坏情况下是 O(n^2)

虽然时间复杂度高，但几率是佷低的

• 压缩列表恰好多个连续的，长度介于 250 - 253 字节的节点
• 出现连锁更新，但只要被更新的节点少，性能影响不大

ziplistPush 平均复杂度为 O(n)

7.4 压缩列表 API