压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一。

当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现

举例：

redis> RPUSH lst 1 3 5 10086 "hello" "world"
(integer)6
redis> OBJECT ENCODING lst
"ziplist"

列表键里面包含的都是1、3、5、10086这样的小整数值，以及”hello”、”world”这样的短字符串。另外，当一个哈希键只包含少量键值对，比且每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现

举个例子：

redis> HMSET profile "name" "Jack" "age" 28 "job" "Programmer"
OK
redis> OBJECT ENCODING profile
"ziplist"

压缩列表

压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型（sequential）数据结构。

一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry），每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值

展现压缩列表的各个组成部分：

各个组成部分的详细说明
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:在对压缩列表进行内存重分配，或计算zlend的位置使用
zltail	uint_32	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．程序无须遍历整个压缩列表就可以确定表尾节点的地址
zllen	uint_16	2字节	记录了压缩列表包含的节点数量:当这个属性的值小于UINT16_MAX(65535)时，这个属性的值就是压缩列表包含节点的数量:当这个值等于UINT16 MAX时，节点的真实数量需要遍历整个压缩列表才能计算得出
entryX	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	uint_8	1字节	特殊值OxFF(十进制255)，用于标记压缩列表的末端

图表示例：

·列表zlbytes属性的值为0x50（十进制80），表示压缩列表的总长为 80字节。

·列表zltail属性的值为0x3c（十进制60），这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量60，就可以计算出表尾节点entry3的地址

列表zllen属性的值为0x3（十进制3），表示压缩列表包含三个节点

图表示例二：

列表zlbytes属性的值为0xd2（十进制210），表示压缩列表的总长为210字节。

·列表zltail属性的值为0xb3（十进制179），这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量179，就可以计算出表尾节点entry5的地址。

·列表zllen属性的值为0x5（十进制5），表示压缩列表包含五个节点。

压缩节点构成

每个压缩列表节点可以保存一个字节数组或者一个整数值，

其中， 字节数组可以是以下三种长度的其中一种：

·长度小于等于63（2 6–1）字节的字节数组；

·长度小于等于16383（2 14–1）字节的字节数组；

·长度小于等于4294967295（2 32–1）字节的字节数组

而整数值则可以是以下六种长度的其中一种：

4位长，介于0至12之间的无符号整数；

·1字节长的有符号整数； ·

3字节长的有符号整数；

·int16_t类型整数；

·int32_t类型整数；

·int64_t类型整数。

每个压缩列表节点都由previous_entry_length、encoding、content三个部分组成

解析：

previous_entry_length

节点的previous_entry_length属性以字节为单位，记录了压缩列表中前一个节点的长度。previous_entry_length属性的长度可以是1字节或者5字节:

如果前一节点的长度小于254字节，那么previous_entry_length属性的长度为1字节：前一节点的长度就保存在这一个字节里面。

·如果前一节点的长度大于等于254字节，那么previous_entry_length 属性的长度为5字节：其中属性的第一字节会被设置为0xFE（十进制值 254），而之后的四个字节则用于保存前一节点的长度(方便遍历)

endcoding

节点的encoding属性记录了节点的content属性所保存数据的类型以及长度： ·

一字节、两字节或者五字节长，值的最高位为00、01或者10的是字节数组编码：这种编码表示节点的content属性保存着字节数组，数组的长度由编码除去最高两位之后的其他位记录；

·一字节长，值的最高位以11开头的是整数编码：这种编码表示节点的content属性保存着整数值，整数值的类型和长度由编码除去最高两位之后的其他位记录

字节数组编码

整数编码

content：

节点的content属性负责保存节点的值，节点值可以是一个字节数组或者整数，值的类型和长度由节点的encoding属性决定

编码的最高两位00表示节点保存的是一个字节数组；

·编码的后六位001011记录了字节数组的长度11；

·content属性保存着节点的值”hello world”

连锁更新

每个节点的previous_entry_length属性都记录了前一个节点的长度：

·如果前一节点的长度小于254字节，那么previous_entry_length属性需要用1字节长的空间来保存这个长度值。

·如果前一节点的长度大于等于254字节，那么previous_entry_length 属性需要用5字节长的空间来保存这个长度值

现在，考虑这样一种情况：在一个压缩列表中，有多个连续的、长度介于250字节到253字节之间的节点e1至eN，

因为e1至eN的所有节点的长度都小于254字节，所以记录这些节点的长度只需要1字节长的previous_entry_length属性，换句话说，e1至eN 的所有节点的previous_entry_length属性都是1字节长的

如果我们将一个长度大于等于254字节的新节点new设置为压缩列表的表头节点，那么new将成为e1的前置节点

因为e1的previous_entry_length属性仅长1字节，它没办法保存新节点new的长度，所以程序将对压缩列表执行空间重分配操作，并将e1节点的previous_entry_length属性从原来的1字节长扩展为5字节长

现在，麻烦的事情来了，e1原本的长度介于250字节至253字节之间，在为previous_entry_length属性新增四个字节的空间之后，e1的长度就变成了介于254字节至257字节之间，而这种长度使用1字节长的 previous_entry_length属性是没办法保存的

因此，为了让e2的previous_entry_length属性可以记录下e1的长度，程序需要再次对压缩列表执行空间重分配操作，并将e2节点的 previous_entry_length属性从原来的1字节长扩展为5字节长。正如扩展e1引发了对e2的扩展一样，扩展e2也会引发对e3的扩展，而扩展e3又会引发对e4的扩展……为了让每个节点的 previous_entry_length属性都符合压缩列表对节点的要求，

程序需要不断地对压缩列表执行空间重分配操作，直到eN为止。 Redis将这种在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）

要注意的是，尽管连锁更新的复杂度较高，但它真正造成性能问题的几率是很低的：

·首先，压缩列表里要恰好有多个连续的、长度介于250字节至253 字节之间的节点，连锁更新才有可能被引发，在实际中，这种情况并不多见；

·其次，即使出现连锁更新，但只要被更新的节点数量不多，就不会对性能造成任何影响：比如说，对三五个节点进行连锁更新是绝对不会影响性能的

因为以上原因，ziplistPush等命令的平均复杂度仅为O（N），在实际中，我们可以放心地使用这些函数，而不必担心连锁更新会影响压缩列表的性能

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/129598.html