Redis(6) —— 底层数据结构 —— ziplist（压缩列表）

压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一

1. 压缩列表的用处

1. 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短字符串，那么 Redis 就是用压缩列表来作为列表的底层实现。
2. 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是小整数值或短字符串，那么 Redis 就会使用压缩列表来作为哈希键的底层实现。

2. 压缩列表的构成

压缩列表是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序性数据结构。一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry），每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

zlbytes: 记录整个压缩列表所占用的字节数：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: 记录距离压缩列表表尾节点距离压缩列表的起始地址有多少字节

zllen: 记录了压缩列表的节点数量: 如果这个值小于 UNIX16_MAX(65535) 时，这个属性就是表示压缩列表节点的数量。大于等于 UNIX16_MAX 时，压缩列表节点的数量需要遍历才能得出

entryX: 压缩列表的节点，节点的长度由保存的内容决定

zlend: 用于标记压缩列表的末端

3. 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，且每个压缩列表节点都是由 privious_entry_length、encoding、content 三部分组成

字节数组的三种长度:（就是能表示长度在 32 字节以内的字符数组）

• 长度小于等于 63（26 - 1) 字节的字节数组
• 长度小于等于 16383（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

整数型值的六种长度:

• 4 位长，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

节点的 previous_entry_length 属性:

• 节点的 previous_entry_length 以字节为单位，记录前一个节点的长度
• 如果前一个节点的长度小于 254 字节，那么 previous_entry_length 属性长度为 1 字节：前一节点的长度就保存在这一个字节里面
• 如果前一个节点长度大于等于 254 字节，那么 privous_entry_lenght 属性长度为 5 字节，第一字节被设置为 0xFE（254），之后的四个字节保存前一节点的数量
• 压缩列表的从尾向头遍历就是根据这个属性实现的：当前节点的指针地址 - 前一节点的长度 = 前一节点的起始地址

节点的 encoding 属性:

• 节点的 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，值得最高位为 00、01、10 的是字节数组编码；数组长度为编码去除最高两位的其他位记录
• 一字节长，值的最高位为 11，这种编码表示 content 保存的为整数值，整数值的类型和长度由编码出去最高两位之后的其它位记录。

节点的content属性:

• 节点的 content 属性负责保存节点的值。
• 节点值可以是一个字节数组或者整数，值的类型和长度由节点 encoding 属性决定

4. 连锁更新

添加新节点和删除节点都可能引发连锁更新：更改节点后的节点的 previous_entry_lenght 都可能改变而导致后面节点的 privous_entry_lenght 都可能发生改变。

参考资料

[1].《Redis 设计与实现》