Redis ziplist(压缩列表)（6）

目录：

1.什么是ziplist

2.散列表和ziplist

3.有序集合和ziplist

---

Redis 为了节约内存空间使用，zset 和 hash 容器对象在元素个数较少的时候，采用压缩列表 (ziplist) 进行存储。

什么是ziplist？

ziplist是一块连续的内存空间，元素之间紧挨着存储，没有任何冗余空隙。它的设计目标就是为了提高存储效率。ziplist可以用于存储字符串或整数，其中整数是按真正的二进制表示进行编码的，而不是编码成字符串序列。它能以O(1)的时间复杂度在表的两端提供push和pop操作。

ziplist的数据结构定义：

struct ziplist {
  int32 zlbytes;   
  int32 zltail_offset; 
  int16 zllength; 
 T[] entries; 
 int8 zlend; 
}

如图：

各部分的含义如下：

1. zlbytes：整个压缩列表占用字节数，包含本身
2.  zltail_offset：最后一个元素距离压缩列表起始位置的偏移量，用于快速定位到最后一个节点，从而可以在ziplist尾部快速的执行push，pop操作
3. zllength：元素个数，该字段只有16bit所以可以表达的最大值为2^16-1，如果ziplist元素超了该值呢？这里规定，如果zllength小于等于   2^16-2，该字段表示为ziplist中元素的个数，否则想知道ziplist长度需要遍历整个ziplist
4.  entries：元素内容列表，挨个挨个紧凑存储
5. zlend：ziplist最后一个字节，标志压缩列表的结束，值恒为 0xFF（255）

压缩列表为了支持双向遍历，所以才会有 ztail_offset 这个字段，用来快速定位到最后一个元素，然后倒着遍历。我们知道ziplist是一块连续的内存，entry的大小不确定，我们倒着遍历ziplist怎么能找到上个一个节点的开始位置呢？

entry 块随着容纳的元素类型不同，也会有不一样的结构。

struct entry {
    int prevlen; # 前一个 entry 的字节长度
    int encoding; # 元素类型编码
    optional byte[] content; # 元素内容
}

它的 prevlen 字段表示前一个 entry 的字节长度，当压缩列表倒着遍历时，需要通过这个字段来快速定位到下一个元素的位置。它是一个变长的整数，当字符串长度小于 254(0xFE) 时，使用一个字节表示；如果达到或超出 254(0xFE) 那就使用 5 个字节来表示。

Redis 为了节约存储空间，对 encoding 字段进行了相当复杂的设计，他根据第一个字节的不同大概分为9种情况。这里就不做过多的介绍了，有兴趣的同学可以看看张铁磊这篇  redis ziplist内部实现

---

hash与ziplist

在以前的文章里，没有对hash结构做出分析，这里我们简单的说下hash的实现

哈希对象的编码可以是ziplist或者dict，数据量比较少的时候hash底层是用ziplist来实现的，那么什么条件下会转换成dict 呢？

hash-max-ziplist-entries 512
hash-max-ziplist-value 64

这个配置的意思是说，在如下两个条件之一满足的时候，ziplist会转成dict：

1. 当hash中的数据项的数目超过512的时候，也就是ziplist数据项超过1024的时候（后文会讲为什么是1024个）。
2. 当hash中插入的任意一个value的长度超过了64的时候

这里我说说ziplist是怎么保存hash结构的，dict还不熟悉的同学可以翻翻之前写的那篇字典 redis 字典详解

每当有新的键值对加入到哈希对象时，程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，然后在将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，因此：

1. 保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起，保存键的节点在前，保存值的节点在后（所以是当ziplist节点超过1024个以后会转换成dict）
2. 新添加的节点总是放入表尾

见图：

当遍历时，从头到尾的遍历，且跳过值节点。

---

有序集合 和 ziplist

有序集合底层是用ziplist和跳表实现的（跳表详情实现见：redis 有序集合内部实现）

zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64

有序集合的ziplist结构如图：

有序集合的分值在ziplist里按照从小到大排序的