1.ZipList

redis中的ZipList是一種緊湊的內(nèi)存儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，主要可以節(jié)省內(nèi)存空間儲(chǔ)存小規(guī)模數(shù)據(jù)。是一種特殊的雙端鏈表，有一系列連續(xù)的內(nèi)存組成，可以在任意一端進(jìn)行壓入/彈出操作，而且操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)

常見(jiàn)方法：

LPUSH mylist "value1" "value2"    //左邊插入
RPUSH mylist "value3" "value4"    //右邊插入

LPOP mylist    //從鏈表最左端彈出數(shù)據(jù)
RPOP mylist    //從鏈表最右端彈出數(shù)據(jù)

LRANGE mylist 0 2    //獲取左邊指定范圍的數(shù)據(jù)
LINDEX mylist 0    //獲取指定下標(biāo)數(shù)據(jù)

LLEN mylist    //獲取列表長(zhǎng)度

1.2.解析Entry

ZipList的Entry不像普通鏈表那樣記錄前后節(jié)點(diǎn)的指針，因?yàn)橛涗浨昂蠊?jié)點(diǎn)指針需要16字節(jié)，大大浪費(fèi)了內(nèi)存。所以采用下面的結(jié)構(gòu)來(lái)保存。

1.previous_entry_length:前一節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度，占1字節(jié) 或 5字節(jié)

當(dāng)前一節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度 < 254字節(jié)，采用 1字節(jié)保存這個(gè)長(zhǎng)度值

當(dāng)前一節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度 > 254字節(jié)，采用5字節(jié)保存這個(gè)長(zhǎng)度值

2.encoding：編碼屬性，記錄content的數(shù)據(jù)類(lèi)型（數(shù)字/字符串）及長(zhǎng)度，占用1，2，5字節(jié)。

3.contents：負(fù)責(zé)保存具體的內(nèi)容，可以是數(shù)字可以是字符串

注意：ZipList中所有儲(chǔ)存長(zhǎng)度的數(shù)值均采用小端字節(jié)序儲(chǔ)存，低位在前，高位字節(jié)在后。

列如：0x1234，采用小端字節(jié)序后就是 0x3412

1.3Encoding編碼

encoding編碼分為兩種：字符串和數(shù)字

字符串：encoding以00，01，10開(kāi)頭標(biāo)識(shí)儲(chǔ)存的是字符串。

下面長(zhǎng)度不同的字符串對(duì)應(yīng)encoding編碼格式

舉例：儲(chǔ)存字符串a(chǎn)b,bc

1.4.ZipList連鎖更新問(wèn)題

ZipList的每個(gè)Entry都包含previous_entry_length來(lái)記錄上一節(jié)點(diǎn)大小，長(zhǎng)度為1個(gè)或5字節(jié)。

>>如果前一節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度 < 254，那么采用1字節(jié)保存這個(gè)長(zhǎng)度值。

>>如果前一節(jié)點(diǎn) >= 254,則采用5字節(jié)保存這個(gè)長(zhǎng)度值。

如果有N個(gè)連續(xù)的長(zhǎng)度為250~253之間的entry，如果不巧有一個(gè)擴(kuò)展那么又可能發(fā)生連鎖反應(yīng)，又可能所有都發(fā)生連鎖更新，新增，刪除都可能導(dǎo)致連鎖更新發(fā)生。

總結(jié)：

1.壓縮列表可以看作連續(xù)內(nèi)存空間的“雙向鏈表“

2.列表的節(jié)點(diǎn)之間不是通過(guò)指針鏈接，而是上一節(jié)點(diǎn)和本節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度來(lái)尋址，大大節(jié)省內(nèi)存

3.如果數(shù)據(jù)過(guò)多，鏈表過(guò)長(zhǎng)，可能影響查詢性能

4.增加刪除都可能發(fā)生連續(xù)更新問(wèn)題

2.QuickList

ZIpList雖然節(jié)省內(nèi)存，但是申請(qǐng)內(nèi)存必須是連續(xù)空間，如果內(nèi)存占用過(guò)多那么申請(qǐng)效率變低

數(shù)據(jù)量過(guò)大超出上限采用分片儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，那么這些ZipList如何聯(lián)系？

Redis3.2版本引入QuickList，是一個(gè)雙端鏈表，只不過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是ZipList

Redis提供配置：list-max-ziplist-size 

如果值是正：代表ZipList允許的最大entry數(shù)。

如果值是負(fù)：代表每個(gè)ZipList的最大內(nèi)存大小。

QuickList可以控制首尾是否進(jìn)行壓縮，通過(guò)配置項(xiàng)list-compress-depth來(lái)控制，這個(gè)參數(shù)是控制首尾不壓縮的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

QuickList 和 Quick List Node的結(jié)構(gòu)源碼：

QuickList結(jié)構(gòu)圖：

QuickList特性：

1.每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是ZipList的雙端鏈表

2.節(jié)點(diǎn)采用ZipList，解決傳統(tǒng)鏈表的內(nèi)存占用

3.控制ZipList大小，解決傳統(tǒng)連續(xù)內(nèi)存空間申請(qǐng)問(wèn)題

4.中間節(jié)點(diǎn)可壓縮，節(jié)省內(nèi)存

SkipList跳表

是個(gè)鏈表，但不是普通鏈表，不同節(jié)點(diǎn)之間跨度不一樣。

1.元素按照升序排列儲(chǔ)存

2.節(jié)點(diǎn)可能包含多個(gè)指針，指針跨度不同

為了更快的找到所需要的元素，SkipList采用這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似于二分查找。

以下是結(jié)構(gòu)源碼：

// t_zset.c
typedef struct zskiplist {
	// 頭尾節(jié)點(diǎn)指針
	struct zskiplistNode* header, * tail;
	// 節(jié)點(diǎn)數(shù)量
	unsigned long length;
	// 最大的索引層級(jí)，默認(rèn)是1
	int level;
} zskiplist;

// t_zset.c
typedef struct zskiplistNode {
	sds ele; // 節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的值
	double score;// 節(jié)點(diǎn)分?jǐn)?shù)，排序、查找用
	struct zskiplistNode* backward; // 前一個(gè)節(jié)點(diǎn)指針
	struct zskiplistLevel {
		struct zskiplistNode* forward; // 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)指針
		unsigned long span; // 索引跨度
	} level[]; // 多級(jí)索引數(shù)組
} zskiplistNode;

特性：

1.跳表是一個(gè)雙向鏈表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含存儲(chǔ)的值和排序用的socre，用來(lái)保存別的節(jié)點(diǎn)的ele數(shù)組

2.節(jié)點(diǎn)按照score值排序，score值一樣按照ele字典排序

3.每層指針到下一節(jié)點(diǎn)跨度不同，層級(jí)越高跨度越大

4.增刪改查的效率與紅黑樹(shù)基本一致

RedisObject

在Redis中任意數(shù)據(jù)類(lèi)型的鍵和值都會(huì)被封裝在一個(gè)RedisObject中，也叫做Redis對(duì)象。

Redis會(huì)根據(jù)儲(chǔ)存不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇不同的編碼格式，共包含11種不同類(lèi)型。

五種數(shù)據(jù)類(lèi)型

String基于簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串SDS實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)上限為512mb，基本編碼方式是RAM

List可以從首尾操作列表中的元素，3.2版本后統(tǒng)一采用QuickList來(lái)實(shí)現(xiàn)List

Set：

1.為了查詢效率和唯一性，采用Dict編碼，key為存儲(chǔ)元素，value統(tǒng)一為null

2.所有數(shù)據(jù)都是整數(shù)，且元素?cái)?shù)量不超過(guò)set-max-intset-entries，Set會(huì)采用IntSet編碼

ZSet：

ZSet就是SortedSet，其中每個(gè)元素都需指定一個(gè)score 和 member值

可以根據(jù)score排序，且member必須唯一，可以根據(jù)member查詢分?jǐn)?shù)

當(dāng)元素?cái)?shù)數(shù)量小時(shí)，采用ZipList來(lái)節(jié)省內(nèi)存，但是需要滿足兩個(gè)條件：

1.元素?cái)?shù)量小于 zset_max_ziplist_entries (128)

2.每個(gè)元素都小于zset_max_ziplist_value（64）

當(dāng)數(shù)據(jù)量大時(shí)采用SkipList和HT結(jié)構(gòu)

Hash：

hash底層的編碼和ZSet基本一致，只需要把排序有關(guān)的SkipList去掉就行。

1.數(shù)據(jù)量小時(shí)，采用ZipList編碼節(jié)省內(nèi)存，ZipList中相鄰的兩個(gè)entry保存field和value

2.數(shù)據(jù)量大時(shí)，采用HT編碼，就是Dict，觸發(fā)條件是：元素?cái)?shù)量超過(guò)512，每個(gè)entry超過(guò)64字節(jié)

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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