redis设计与实现（七）压缩列表

压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一。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就会使用压缩列表做列表键的底层实现。

例如，执行以下命令将创建一个压缩列表实现的列表键：

redis>RPUSH 1st 1 3 5 10086 "hello" "world"

(integer)6

redis>OBJECT ENCODING 1st

"ziplist"

列表键里面包含的都是1、3、5、10086这样的小整数值，以及“hello”、“world”这样的短字符串。

另外，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。

举个例子，执行以下命令将创建一个压缩列表实现的哈希键：

redis>HMSET profile "name" "age" 28 "job" "Programmer"

redis>OBJECT ENCODING profile

"ziplist"

哈希键里面包含的所有键和值都是小整数值或短字符串。后面将对压缩列表的定义以及相关操作进行详细的介绍。

压缩列表的构成

压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型（sequential）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。

图7-1展示了压缩列表的的各个组成部分，表7-1则记录了各个组成部分的类型、长度以及用途。 redis设计与实现（七）压缩列表

图7-2展示了一个压缩列表示例：

列表zlbytes属性的值为0x50（十进制80），表示压缩雷彪的总厂为80字节。
里诶报zltail属性的值为0x3c（十进制60），这表示如果我们有一个执行压缩列表起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量60，就可以计算出表尾节点entry3的地址。
列表zllen属性的值为0x3（十进制3），表示压缩列表包含三个节点。

列表zlbytes熟悉你给的值为0xd2（十进制210），表示压缩列表的总长为210字节。
列表zltail属性的值为0xb3（179），这表示如果我们有一个指向压缩雷彪起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量179，就可以计算出表尾节点entry5的地址。
列表zllen属性的值为0x5（十进制5），表示压缩列表包含五个节点。

而整数值则可以是以下六种长度的其中一种：

每个压缩列表节点都由previous_entry_length、encoding、content三个部分组成，如图7-4所示。接下来的内容将分别介绍这三个组成部分。

节点的privious_entry_length属性以字节为单位，记录了压缩列表中前一个节点的长度。privious_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privious_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privious_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privious_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。

压缩列表从表尾向表头节点进行遍历就是使用这一原理实现的，只要我们拥有了一个指向就某个节点起始地址的指针，那么通过这个之中呢以及这个节点的privious_entry_length属性，程序就可以一直向前一个节点回溯，最终到达压缩列表的表头节点。

图7-8展示了一个从表尾节点向表头节点遍历的完整过程：

encoding

节点的encoding属性记录了节点的content属性锁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，数组的长度由编码出去最高两位之后的其他位记录；
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；