Redis-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-整數(shù)集合、壓縮列表

一违诗、整數(shù)集合

????????整數(shù)集合(intset)是集合鍵的底層實現(xiàn)之一漱凝,當(dāng)一個集合只包含整數(shù)值元素,并且元素數(shù)量不多诸迟,Redis使用整數(shù)集合作為集合鍵的底層實現(xiàn)茸炒。可以保存類型為 int16_t阵苇、int32_t壁公、int64_t 的整數(shù)值,并保證不會出現(xiàn)重復(fù)元素慎玖。

????????1贮尖、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)

????????contents數(shù)組是整數(shù)集合的底層實現(xiàn),每個元素都是contents數(shù)組的一個數(shù)組項(item)趁怔,各個項按值從小到大有序排列湿硝,并且數(shù)組中不包含重復(fù)項。

? ? ? ? length屬性記錄了整數(shù)集合包含的元素數(shù)量润努。

? ??????雖然intset結(jié)構(gòu)將contents屬性聲明為int8_t類型的數(shù)組关斜,但實際上contends數(shù)組并不保存任何int8_t類型的值,contents數(shù)組的真正類型取決于encoding屬性的值铺浇。

????????2痢畜、升級

? ? ? ? 當(dāng)新元素添加到整數(shù)集合挽牢,并且新元素的類型比整數(shù)集合現(xiàn)有元素的類型都要長時责蝠,整數(shù)集合先進行升級(upgrade),然后將新元素添加到升級后的整數(shù)集合里话原。

? ? ? ? 升級步驟:

1)根據(jù)新元素的類型倚聚,擴展整數(shù)集合底層數(shù)組的空間线衫,并未新元素分配空間

2)將底層數(shù)組現(xiàn)有的所有元素轉(zhuǎn)換成與新元素相同的類型,并將類型轉(zhuǎn)換后的元素放置到正確的位置上惑折,(在放置過程中繼續(xù)維持底層數(shù)組有序性質(zhì)不變)

3)將新元素添加到底層數(shù)組

? ? ? ? 每次向整數(shù)集合添加新元素都可能引起升級授账,每次升級都需要對底層數(shù)組中所有的元素進行類型轉(zhuǎn)換枯跑,所以向整數(shù)集合添加新元素的時間復(fù)雜度為O(n)

? ? ? ? 升級的好處:

1)提升整數(shù)集合的靈活性

2)盡可能節(jié)約內(nèi)存

????????3、降級

整數(shù)集合不支持降級操作白热,一旦對數(shù)組進行升級敛助,編碼就會一直保持升級后的狀態(tài)。


二屋确、壓縮列表

????????壓縮列表(ziplist)是列表鍵和哈希鍵的底層實現(xiàn)之一纳击。

????????當(dāng)一個列表鍵只包含少量列表項,并且每個列表項要么是小整數(shù)值乍恐,要么是長度較短的字符串评疗,Redis就使用壓縮列表來做列表鍵的底層實現(xiàn)。

????????1茵烈、結(jié)構(gòu)實現(xiàn)

壓縮列表是Redis為了節(jié)約內(nèi)存而開發(fā)的百匆,由一系列特殊編碼的連續(xù)內(nèi)存塊組成的順序型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個壓縮列表可以包含任意多個節(jié)點呜投,每個節(jié)點保存一個字節(jié)數(shù)組或者一個整數(shù)值加匈。

zlbytes: 記錄整個壓縮列表占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)

zltail: 記錄壓縮列表表尾節(jié)點距離壓縮列表的起始地址的字節(jié)數(shù)

zllen: 記錄壓縮列表包含的節(jié)點數(shù)量

entryX: 壓縮列表各個節(jié)點

zlend: 特殊值0xFF,標(biāo)記壓縮列表的末端

????????2仑荐、壓縮列表節(jié)點

? ? ? ? 每個壓縮列表節(jié)點可以保存一個字節(jié)數(shù)組或者一個整數(shù)值雕拼;每個節(jié)點由previous_entry_lengthencoding粘招、content組成啥寇。

字節(jié)數(shù)組可以是:1)長度小于等于63(2^6-1)字節(jié)的字節(jié)數(shù)組;2)長度小于等于12383(2^14-1)字節(jié)的字節(jié)數(shù)組;3)長度小于等于4294967295(2^32-1)字節(jié)的字節(jié)數(shù)組

整數(shù)值可以是:1)4位(0至12)之間的無符號整數(shù)洒扎;2)1字節(jié)長的有符號整數(shù)辑甜;3)3字節(jié)長的有符號整數(shù);

4)int16_t類型整數(shù)袍冷;5)int32_t類型整數(shù)磷醋;6)int64_t類型整數(shù)

????????????????2.1、previous_entry_length

? ? ? ? 記錄前一個節(jié)點的字節(jié)長度胡诗,屬性本身的長度可以是1字節(jié)或者5字節(jié)邓线。

1)如果前一個節(jié)點的長度小于254字節(jié),那么previous_entry_length屬性的長度為1字節(jié)煌恢。

2)如果前一個節(jié)點的長度大于等于254字節(jié)骇陈,那么previous_entry_length屬性的長度為5字節(jié),其中第一個字節(jié)為0xFE(十進制254)瑰抵,之后的四個字節(jié)用于保存前一個節(jié)點的長度缩歪。

? ? ? ? 通過指針運算,可以通過當(dāng)前節(jié)點計算出前一個節(jié)點的起始地址谍憔。

? ? ? ? ? ? ? ? 2.2匪蝙、encoding

? ? ? ? encoding屬性記錄了節(jié)點的content屬性所保存數(shù)據(jù)的類型及長度。

? ?1)一字節(jié)习贫、兩字節(jié)或者五字節(jié)長逛球,值的最高位分別為00、01或者10的是字節(jié)數(shù)組編碼苫昌,表示content保存的是字節(jié)數(shù)組颤绕,數(shù)組長度由編碼除去最高兩位之后的其他位記錄。

2)一字節(jié)長祟身,值的最高位為11開頭的是整數(shù)編碼奥务,表示content存儲的是整數(shù)值,類型和長度由編碼除去最高兩位之后的其他位記錄袜硫。

? ? ? ? ? ? ? ? 2.3氯葬、content

? ? ? ? content屬性負(fù)責(zé)保存節(jié)點的值,類型和長度由encoding決定

? ? ? ? ? ? ? ? 2.4婉陷、連鎖更新

? ? ? ? ? ? ? ? 添加新節(jié)點可能導(dǎo)致連鎖更新帚称。

? ? ? ? ? ? 刪除節(jié)點也可能導(dǎo)致連鎖更新

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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