Redis底层数据结构之压缩列表

Redis底层数据结构之压缩列表

编码文章call10242025-04-11 14:08:0525A+A-

压缩列表

压缩列表(ziplist)是Redis为了节省内存而开发的,是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(entry),每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

压缩列表并不是对数据利用某种算法进行压缩,而是将数据按照一定规则编码在一块连续的内存区域,目的是节省内存。

如图所示:

压缩列表属性:

  • zlbytes:表示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计算zlend位置时使用,占用4个字节。
  • zltail:表示压缩列表尾节点距离起始地址的字节数,即:尾节点偏移量。通过尾节点偏移量可以在不遍历压缩列表的情况下获取尾节点地址,占用4个字节。
  • zllen:表示压缩列表中节点数量,占用2个字节。
  • entryX:表示压缩列表节点,节点长度由保存的具体内容决定。
  • zlend:表示压缩列表结尾,特殊值0xFF(十进制为255)。

压缩列表节点属性:

  • prev_len:表示前一个entry的长度。prev_len的取值有两种情况:1个字节或5个字节。
    • 1个字节:表示前一个entry的长度小于254字节,虽然1字节的值能表示的数值范围是0~255,但是压缩列表中zlend的取值默认为255(表示压缩列表结尾)。因此,前一个entry长度范围为:0~254。
    • 5个字节:其中第1个字节会设置为0xFE(十进制值 254),剩下的4个字节表示前一个entry的长度。
  • encoding:表示节点的content属性的类型和长度。
    • content属性的类型:取值为00、01、10、11,其中00、01、10表示content属性值为字节数组,11表示content属性值为整数。
    • 长度:encoding长度可以是1个字节、2个字节和5个字节。
      • 当content属性的类型为00、01、10时,表示长度为63个字节、16383个字节、4294967295个字节的字节数组。
      • 当content属性的类型为11时:
        • 11000000表示int16_t类型的整数。
        • 11010000表示int32_t类型的整数。
        • 11100000表示int64_t类型的整数。
        • 11110000表示24位有符号的整数。
        • 11111110表示8位有符号的整数。
        • 1111xxxx表示节点没有content属性值。
  • len:表示当前entry的长度。
  • content:表示entry保存的实际数据,可以是字节数组或整数,具体值由encoding属性值决定。

prev_len记录了前一个entry的长度,因此,程序可以通过指针运算,根据当前entry的起始地址计算出前一个entry的起始地址。

压缩列表的从表尾向表头遍历是基于prev_len属性实现:只要拥有一个指向某个entry起始地址的指针,就可以通过该指针以及当前entry的prev_len属性值,计算出前一个entry的起始地址,并一直向回溯, 最终到达压缩列表的头节点。

压缩列表示例

如图所示:

示例说明:

  • zlbytes属性值为0x50(十进制为80):表示压缩列表的总长为80字节。
  • zltail属性值为0x3c(十进制为60):表示一个指向压缩列表起始地址的指针p ,尾节点entry3的地址为:p+60。
  • zllen属性值为0x3(十进制为3):表示压缩列表包含三个节点。

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