redis笔记：压缩列表

概述

• 压缩列表是列表、哈希的底层实现之一

• 当列表只包含少量列表项，并且要么是小整数值、短字符串时，采用压缩列表

• 哈希表只包含少量键值对，键值对的键和值要么都是小整数、短字符串，采用压缩列表实现哈希

<zlbytes> 是一个无符号整数，保存着 ziplist 使用的内存数量。
通过这个值，程序可以直接对 ziplist 的内存大小进行调整，
而无须为了计算 ziplist 的内存大小而遍历整个列表。<zltail> is the offset to the last entry in the list. This allows a pop
operation on the far side of the list without the need for full traversal.<zltail> 保存着到达列表中最后一个节点的偏移量。
这个偏移量使得对表尾的 pop 操作可以在无须遍历整个列表的情况下进行。<zllen> is the number of entries.When this value is larger than 2**16-2,
we need to traverse the entire list to know how many items it holds.<zllen> 保存着列表中的节点数量。
当 zllen 保存的值大于 2**16-2 时，
程序需要遍历整个列表才能知道列表实际包含了多少个节点。<zlend> is a single byte special value, equal to 255, which indicates the
end of the list.<zlend> 的长度为 1 字节，值为 255 ，标识列表的末尾。

• 每个 ziplist 节点的前面都带有一个 header ，这个 header 包含两部分信息：

  • 前置节点的长度，在程序从后向前遍历时使用。

  • 当前节点所保存的值的类型和长度。

编码前置节点的长度的方法如下：

1. 如果前置节点的长度小于 254 字节，那么程序将使用 1 个字节来保存这个长度值。

2. 如果前置节点的长度大于等于 254 字节，那么程序将使用 5 个字节来保存这个长度值：

• 第 1 个字节的值将被设为 254 ，用于标识这是一个 5 字节长的长度值。

• 之后的 4 个字节则用于保存前置节点的实际长度。

header 另一部分的内容和节点所保存的值有关。

1. 如果节点保存的是字符串值，
   那么这部分 header 的头 2 个位将保存编码字符串长度所使用的类型，
   而之后跟着的内容则是字符串的实际长度。

• |00pppppp| - 1 byte
  String value with length less than or equal to 63 bytes (6 bits).
  字符串的长度小于或等于 63 字节。

• |01pppppp|qqqqqqqq| - 2 bytes
  String value with length less than or equal to 16383 bytes (14 bits).
  字符串的长度小于或等于 16383 字节。

• |10______|qqqqqqqq|rrrrrrrr|ssssssss|tttttttt| - 5 bytes
  String value with length greater than or equal to 16384 bytes.
  字符串的长度大于或等于 16384 字节。

1. 如果节点保存的是整数值，
   那么这部分 header 的头 2 位都将被设置为 1 ，
   而之后跟着的 2 位则用于标识节点所保存的整数的类型。

• |11000000| - 1 byte
  Integer encoded as int16_t (2 bytes).
  节点的值为 int16_t 类型的整数，长度为 2 字节。

• |11010000| - 1 byte
  Integer encoded as int32_t (4 bytes).
  节点的值为 int32_t 类型的整数，长度为 4 字节。

• |11100000| - 1 byte
  Integer encoded as int64_t (8 bytes).
  节点的值为 int64_t 类型的整数，长度为 8 字节。

• |11110000| - 1 byte
  Integer encoded as 24 bit signed (3 bytes).
  节点的值为 24 位（3 字节）长的整数。

• |11111110| - 1 byte
  Integer encoded as 8 bit signed (1 byte).
  节点的值为 8 位（1 字节）长的整数。

• |1111xxxx| - (with xxxx between 0000 and 1101) immediate 4 bit integer.
  Unsigned integer from 0 to 12. The encoded value is actually from
  1 to 13 because 0000 and 1111 can not be used, so 1 should be
  subtracted from the encoded 4 bit value to obtain the right value.
  节点的值为介于 0 至 12 之间的无符号整数。
  因为 0000 和 1111 都不能使用，所以位的实际值将是 1 至 13 。
  程序在取得这 4 个位的值之后，还需要减去 1 ，才能计算出正确的值。
  比如说，如果位的值为 0001 = 1 ，那么程序返回的值将是 1 - 1 = 0 。

• |11111111| - End of ziplist.
  ziplist 的结尾标识

所有整数都表示为小端字节序。

ziplist 示例图

/* 
空白 ziplist 示例图

area        |<---- ziplist header ---->|<-- end -->|

size          4 bytes   4 bytes 2 bytes  1 byte
            +---------+--------+-------+-----------+
component   | zlbytes | zltail | zllen | zlend     |
            |         |        |       |           |
value       |  1011   |  1010  |   0   | 1111 1111 |
            +---------+--------+-------+-----------+
                                       ^                                       |
                               ZIPLIST_ENTRY_HEAD
                                       &
address                        ZIPLIST_ENTRY_TAIL
                                       &
                               ZIPLIST_ENTRY_END

非空 ziplist 示例图

area        |<---- ziplist header ---->|<----------- entries ------------->|<-end->|

size          4 bytes  4 bytes  2 bytes    ?        ?        ?        ?     1 byte
            +---------+--------+-------+--------+--------+--------+--------+-------+
component   | zlbytes | zltail | zllen | entry1 | entry2 |  ...   | entryN | zlend |
            +---------+--------+-------+--------+--------+--------+--------+-------+
                                       ^                          ^        ^
address                                |                          |        |
                                ZIPLIST_ENTRY_HEAD                |   ZIPLIST_ENTRY_END                                                                  |
                                                        ZIPLIST_ENTRY_TAIL
*/

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作者：峰巢
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