redis数据结构源码分析——压缩列表ziplist(I)

本文主要是介绍redis数据结构源码分析——压缩列表ziplist(I)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前面讲了跳表的源码分析，本篇我们来聊一聊另外一个重点结构——压缩列表

存储结构

字节数组结构

压缩列表就是一个字节数组（char *zl）
有序集合、散列和列表都直接或间接使用到压缩列表

zlbytes：压缩列表的字节长度
zltail：压缩列表尾元素相对于压缩列表起始地址的偏移量
zllen：压缩列表的元素个数
entry：各个节点
zlend：压缩列表的结尾，占一个字节，一直是0xFF（255）

节点结构

也就是entry里存的是什么

网上很多这样的图，那么这个结构是哪里来的呢？我们看下源码中的注释：

prevlen：前一个元素的字节长度
encoding：当前元素的编码，占一个字节，八位。前两位存的是元数据的类型，后六位存的是元数据的长度
entry-data：元数据，也就是当前的内容
prevlen和encoding这两部分是作为元数据的前缀信息。注意！这里的注释说了，通常情况下是这样的结构，但也有其他情况：

有时候encoding代表entry本身，比如说小整数（0-12），在这种情况下，是没有entry-data的
这里的注释能看出来编码的实际样式，简单翻译一下：

压缩编码

zipEntry

zlEntry

zipEntry解压完后是zlEntry

prevrawlensize：存储prevrawlen需要的字节数
prevrawlen：前一个节点占用的字节数
lensize：存储len需要的字节数
len：数据长度
headersize：首部长度，等于prevrawlensize + lensize
encoding：当前元素编码
*p：当前元素首地址

ZIP_DECODE_PREVLEN

用来解码prevlen字段
根据注释我们可以了解prevlen

我们大概翻译一下这里的注释：如果prevlen长度小于254字节，就只消耗单个将长度表示为无符号8位整数的字节。当长度大于或等于254，则它将消耗5个字节。第一个字节是设置为254（FE）以指示后面是更大的值。剩下的4个字节将上一个条目的长度作为值。
我们看下代码：

其实从这里可以看出，这个值要么是1要么是5.
大概流程可以这样表示：

ZIP_DECODE_LENGTH

用来解码encoding字段

这里的代码比较长，但是能看出来，就是根据传入的当前元素和encoding求len和lensize

API解析

这里我们大概讲下以下四个API，后三个插入删除和查找的源码较长，我们本篇只做大概讲解，详细的讲解在这里：redis源码解析——压缩列表ziplist(II)API详解+级联更新

ziplistNew(创建压缩列表)

这块是比较简单的，大概步骤如下：
1、计算长度
2、根据计算出的长度申请内存（zmalloc方法）
3、各个字段赋初始值
4、返回字节数组的地址
这里的zmalloc方法就是分配内存作用

ziplistInsert(插入)

这里的__ziplistInsert方法比较复杂，我们后续可以专门出一篇文章讲解下，这里就做个步骤的大概梳理：
1、编码
2、重新分配空间
3、数据复制

ziplistDelete(删除)

这里相对于插入来说是比较简单的，不过详细源码解析我们跟插入流程一起出一篇讲解，这里的大概流程为：
1、先计算出要删除的元素的长度
2、数据复制
3、重新分配空间

ziplistFind(查找)

1、计算节点属性
2、判断节点类型
3、如果是字符串，对比内容
4、如果是整数，对比数值
5、找到就返回，找不到就指向下一个

压缩列表的设计思想和优势

设计思想

1、为了节省空间而设计
2、内存是连续的，元素之间没有空隙
3、encoding不仅存类型，也可以存长度
4、不存储前后节点的指针，并不是通过索引来找位置，而是通过长度计算前后节点的位置
5、zlentry的解码存储

优势

1、节省内存，其实也就是以时间换空间。相对来说更适用于比较小的数据或是说比较少的数据量大场景
2、zlentry可以提供快速访问

2023过去了，祝愿各位朋友们2024龙年大吉，技术越来越好，也希望自己在新的一年里技术提升，工作顺利。最近写redis的源码系列看了不少文章，这里给大家提个建议，看到网上的文章或教学时，不要完全的跟着教学走，比如这里的entry结构，一定要带着怀疑的态度自己去翻翻源码，我原本也是看到网上的文章，但是看到entry结构时，看了很多文章都是过于八股，没有一篇文章讲的是明白的，所以还是建议大家带着怀疑的心态学习。
最后，有任何疑问或不同意见，欢迎留言讨论。

这篇关于redis数据结构源码分析——压缩列表ziplist(I)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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