前言
本文将介绍 Redis List 和 Hash 的底层数据结构实现。
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就会使用压缩列表来做列表键的底层实现。
例如，创建一个压缩列表实现的列表键：
redis> RPUSH lst 1 3 5 "hello" "world"
(integer) 6
redis> OBJECT ENCODING lst
"ziplist"
列表键中包含的都是小整数值以及短字符串。另外，当一个哈希键只包含少量键值对，且每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么是长度短的字符串，那么Redis会使用压缩列表做哈希键的底层实现。
redis> HMSET profile "name" "Jack" "age" 28
OK
redis> OBJECT ENCODING profile
"ziplist"
哈希键中包含的所有键和值都是小整数值或短字符串。
定义
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。
压缩表
压缩表的结构如下：
压缩表示例：
- 列表
zlbytes属性值为 0x50（十进制80），代表压缩列表总长为80字节 - 列表
zltail属性值为 0x3c（十进制60），代表如果我们有一个指向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。 zllen属性值为 0x3（十进制3），代表压缩列表包含三个节点
压缩表节点
每个压缩列表节点可以保存一个节点数组或者一个整数值，其中，字节数组可以是以下中的其中一种：
- 长度小于等于63（2的6次幂-1)字节的字节数组;
- 长度小于等于16383(2的14次幂-1)字节的字节数组;
- 长度小于等于4294967295(2的32次幂-1)字节的字节数组;
而整数值则可以是以下六种长度的其中一种：
- 4位长，介于0至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
每个压缩表节点由三个部分组成。
previous_entry_length
节点的previous_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。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。
encoding
节点的 encoding 属性记录了节点的 content 属性所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，数组的长度由编码除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他位记录;
如下分别为字节数组编码和整数编码：
content
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整数，值的类型和长度由节点的 encoding 属性决定。
下图是一个保存着字节数组"hello world" 的节点：
- 编码最高两位00表示节点保存的是一个字节数组
- 编码后六位001011记录了字节数组的长度11
下图是一个保存着整数10086 的节点：
- 编码最高两位表示保存的是一个 int16_t 类型的整数值
- content 属性保存着节点的值 10086
小结
本文讲述了Redis的list和hash数据结构的底层实现之一，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，要么就是长度短的字符串，那么Redis会使用压缩表做list的底层实现。
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