ZipList
ZipList 是一种特殊的“双端链表” ,由一系列特殊编码的连续内存块组成。可以在任意一端进行压入/弹出操作, 并且该操作的时间复杂度为 O(1)。
属性 | 类型 | 长度 | 用途 |
---|---|---|---|
zlbytes | uint32_t | 4 字节 | 记录整个压缩列表占用的内存字节数 |
zltail | uint32_t | 4 字节 | 记录压缩列表表尾节点距离压缩列表的起始地址有多少字节,通过这个偏移量,可以确定表尾节点的地址。 |
zllen | uint16_t | 2 字节 | 记录了压缩列表包含的节点数量。 最大值为UINT16_MAX (65534),如果超过这个值,此处会记录为65535,但节点的真实数量需要遍历整个压缩列表才能计算得出。 |
entry | 列表节点 | 不定 | 压缩列表包含的各个节点,节点的长度由节点保存的内容决定。 |
zlend | uint8_t | 1 字节 | 特殊值 0xFF (十进制 255 ),用于标记压缩列表的末端。 |
ZipListEntry
ZipList 中的Entry并不像普通链表那样记录前后节点的指针,因为记录两个指针要占用16个字节,浪费内存。而是采用了下面的结构:
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previous_entry_length:前一节点的长度,占1个或5个字节。
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如果前一节点的长度小于254字节,则采用1个字节来保存这个长度值
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如果前一节点的长度大于254字节,则采用5个字节来保存这个长度值,第一个字节为0xfe,后四个字节才是真实长度数据
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encoding:编码属性,记录content的数据类型(字符串还是整数)以及长度,占用1个、2个或5个字节
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contents:负责保存节点的数据,可以是字符串或整数
ZipList中所有存储长度的数值均采用小端字节序,即低位字节在前,高位字节在后。例如:数值0x1234,采用小端字节序后实际存储值为:0x3412
Encoding编码
ZipListEntry中的encoding编码分为字符串和整数两种: 字符串:如果encoding是以“00”、“01”或者“10”开头,则证明content是字符串
编码 | 编码长度 | 字符串大小 |
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|00pppppp| | 1 bytes | <= 63 bytes |
|01pppppp|qqqqqqqq| | 2 bytes | <= 16383 bytes |
|10000000|qqqqqqqq|rrrrrrrr|ssssssss|tttttttt| | 5 bytes | <= 4294967295 bytes |
例如,我们要保存字符串:“ab”和 “bc”
ZipListEntry中的encoding编码分为字符串和整数两种:
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整数:如果encoding是以“11”开始,则证明content是整数,且encoding固定只占用1个字节
编码 | 编码长度 | 整数类型 |
---|---|---|
11000000 | 1 | int16_t(2 bytes) |
11010000 | 1 | int32_t(4 bytes) |
11100000 | 1 | int64_t(8 bytes) |
11110000 | 1 | 24位有符整数(3 bytes) |
11111110 | 1 | 8位有符整数(1 bytes) |
1111xxxx | 1 | 直接在xxxx位置保存数值,范围从0001~1101,减1后结果为实际值 |
ZipList的连锁更新问题
ZipList的每个Entry都包含previous_entry_length来记录上一个节点的大小,长度是1个或5个字节: 如果前一节点的长度小于254字节,则采用1个字节来保存这个长度值 如果前一节点的长度大于等于254字节,则采用5个字节来保存这个长度值,第一个字节为0xfe,后四个字节才是真实长度数据 现在,假设我们有N个连续的、长度为250~253字节之间的entry,因此entry的previous_entry_length属性用1个字节即可表示,如图所示:
ZipList这种特殊情况下产生的连续多次空间扩展操作称之为连锁更新(Cascade Update)。新增、删除都可能导致连锁更新的发生。
总结:
ZipList特性:
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压缩列表的可以看做一种连续内存空间的"双向链表"
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列表的节点之间不是通过指针连接,而是记录上一节点和本节点长度来寻址,内存占用较低
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如果列表数据过多,导致链表过长,可能影响查询性能
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增或删较大数据时有可能发生连续更新问题