Redis--压缩列表

Redis--压缩列表

1. 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性数据结构。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者一个整数值。

zlbytes	zltail	zllen	entry1	entry2	...	entryN	zlend

压缩列表各个组成部分的详细说明

属性	用途
zlbytes	记录整个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，或者计算zlend的位置时使用
zltail	记录压缩列表表尾节点距离压缩列表的起始地址有多少个字节：通过这个偏移量，程序无需遍历整个压缩列表就可以确定表尾节点的地址
zllen	记录了压缩列表包含的节点数量
entryX	压缩列表包含的各个节点，节点的长度由节点保存的内存决定
zlend	特殊值oxFF(十进制255)，用于标记压缩列表的末尾

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。

previous_entry_length	encoding	content

每个压缩列表节点都由previous_entry_length、encoding、content三个部分组成

2.1 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
• 如果前一个节点的长度大于254字节，那么previous_entry_length属性的长度为5字节：其中属性的第一个字节会被设置为oxFE,而之后的四个字节则用于保存前一个节点的长度。
  因为节点的previous_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计算出前一个节点的起始地址。
  压缩列表从表尾向表头遍历操作就是使用这一原理实现的，只要我们拥有一个指向某个节点起始地址的指针，那么通过这个指针以及这个节点的previous_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。

2.2 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

2.3 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者整数，值的类型和长度由节点的encoding属性决定。

3. 连锁更新

每个节点的previous_entry_length属性都记录了前一个节点的长度

• 如果前一个节点的长度小于254，那么previous_entry_length属性需要用1字节长的空间来保存这个长度值
• 如果前一个节点的长度大于等于254，那么previous_entry_length属性需要5字节长的空间来保存这个长度值
  考虑这样一种情况：在一个压缩列表中，有多个连续的、长度介于250字节到253字节之间的节点e1至eN
  |zlbytes|zltail|zllen|e1|e2|e3|...|eN|zlend|
  因为e1至eN的所有节点的长度都小于254字节，所以记录这些节点的长度只需要1字节长的previous_entry_length属性，换句话说，e1至eN的所有节点的previous_entry_length属性都是1字节长的。
  如果我们将一个长度大于等于254字节的新节点new设置到压缩列表的表头节点，那么new将成为e1的潜质节点。
  此时e1到eN的每个节点的previous_entry_length属性都要扩展为5字节以符合压缩列表对节点的要求，程序需要不断的对压缩列表进行空间重分配操作。
  Redis将这种在特殊情况下产生的多次空间扩展操作称之为“连锁更新”。
  除了添加新节点可能会引发连锁更新之外，删除节点也可能会连锁更新。
  因为连锁更新在最坏情况下需要对压缩列表执行N次空间重分配操作，而每次空间重分配的最坏复杂度为O(N)，所以连锁更新的最坏复杂度为O(N2)。
  注意的是，尽管连锁更新的复杂度较高，但它真正赵成性能问题的几率是很低的：
• 首先，压缩列表里要恰好有多个连续的、长度介于250字节至253字节之间的节点，连锁更新才有可能被引发，在实际中，这种情况并不多见；
• 其次，即使出现连锁更新，但只要更新的节点数量不多，就不会对性能造成任何影响：比如说，对三五个节点进行连锁更新是绝对不会影响性能的；

作者：猪大金
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来源：简书
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