說明
說到Redis的數(shù)據(jù)結構,我們大概會很快想到Redis的5種常見數(shù)據(jù)結構:字符串(String)来吩、列表(List)、散列(Hash)蔽莱、集合(Set)弟疆、有序集合(Sorted Set),以及他們的特點和運用場景盗冷。不過它們是Redis對外暴露的數(shù)據(jù)結構怠苔,用于API的操作,而組成它們的底層基礎數(shù)據(jù)結構又是什么呢
- 簡單動態(tài)字符串(SDS)
- 鏈表
- 字典
- 跳躍表
- 整數(shù)集合
- 壓縮列表
Redis的GitHub地址https://github.com/antirez/redis
簡單動態(tài)字符串(SDS)
Redis是用C語言寫的仪糖,但是Redis并沒有使用C的字符串表示(C是字符串是以\0
空字符結尾的字符數(shù)組)柑司,而是自己構建了一種簡單動態(tài)字符串(simple dynamic string,SDS)的抽象類型锅劝,并作為Redis的默認字符串表示
在Redis中攒驰,包含字符串值的鍵值對底層都是用SDS實現(xiàn)的
SDS的定義
SDS的結構定義在sds.h
文件中,SDS的定義在Redis 3.2版本之后有一些改變故爵,由一種數(shù)據(jù)結構變成了5種數(shù)據(jù)結構讼育,會根據(jù)SDS存儲的內容長度來選擇不同的結構,以達到節(jié)省內存的效果稠集,具體的結構定義奶段,我們看以下代碼
// 3.0
struct sdshdr {
// 記錄buf數(shù)組中已使用字節(jié)的數(shù)量,即SDS所保存字符串的長度
unsigned int len;
// 記錄buf數(shù)據(jù)中未使用的字節(jié)數(shù)量
unsigned int free;
// 字節(jié)數(shù)組剥纷,用于保存字符串
char buf[];
};
// 3.2
/* Note: sdshdr5 is never used, we just access the flags byte directly.
* However is here to document the layout of type 5 SDS strings. */
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr5 {
unsigned char flags; /* 3 lsb of type, and 5 msb of string length */
char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
uint8_t len; /* used */
uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {
uint16_t len; /* used */
uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr32 {
uint32_t len; /* used */
uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr64 {
uint64_t len; /* used */
uint64_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
char buf[];
};
3.2版本之后痹籍,會根據(jù)字符串的長度來選擇對應的數(shù)據(jù)結構
static inline char sdsReqType(size_t string_size) {
if (string_size < 1<<5) // 32
return SDS_TYPE_5;
if (string_size < 1<<8) // 256
return SDS_TYPE_8;
if (string_size < 1<<16) // 65536 64k
return SDS_TYPE_16;
if (string_size < 1ll<<32) // 4294967296 4G
return SDS_TYPE_32;
return SDS_TYPE_64;
}
下面以3.2版本的sdshdr8
看一個示例
-
len
:記錄當前已使用的字節(jié)數(shù)(不包括'\0'
),獲取SDS長度的復雜度為O(1) -
alloc
:記錄當前字節(jié)數(shù)組總共分配的字節(jié)數(shù)量(不包括'\0'
) -
flags
:標記當前字節(jié)數(shù)組的屬性晦鞋,是sdshdr8
還是sdshdr16
等蹲缠,flags值的定義可以看下面代碼 -
buf
:字節(jié)數(shù)組棺克,用于保存字符串,包括結尾空白字符'\0'
// flags值定義
#define SDS_TYPE_5 0
#define SDS_TYPE_8 1
#define SDS_TYPE_16 2
#define SDS_TYPE_32 3
#define SDS_TYPE_64 4
上面的字節(jié)數(shù)組的空白處表示未使用空間线定,是Redis優(yōu)化的空間策略娜谊,給字符串的操作留有余地,保證安全提高效率
SDS與C字符串的區(qū)別
C語言使用長度為N+1的字符數(shù)組來表示長度為N的字符串斤讥,字符數(shù)組的最后一個元素為空字符'\0'
纱皆,但是這種簡單的字符串表示方法并不能滿足Redis對于字符串在安全性、效率以及功能方面的要求芭商,那么使用SDS派草,會有哪些好處呢
參考于《Redis設計與實現(xiàn)》
常數(shù)復雜度獲取字符串長度
C字符串不記錄字符串長度,獲取長度必須遍歷整個字符串铛楣,復雜度為O(N)近迁;而SDS結構中本身就有記錄字符串長度的len
屬性,所有復雜度為O(1)簸州。Redis將獲取字符串長度所需的復雜度從O(N)降到了O(1)鉴竭,確保獲取字符串長度的工作不會成為Redis的性能瓶頸
杜絕緩沖區(qū)溢出,減少修改字符串時帶來的內存重分配次數(shù)
C字符串不記錄自身的長度岸浑,每次增長或縮短一個字符串搏存,都要對底層的字符數(shù)組進行一次內存重分配操作。如果是拼接append操作之前沒有通過內存重分配來擴展底層數(shù)據(jù)的空間大小助琐,就會產(chǎn)生緩存區(qū)溢出祭埂;如果是截斷trim操作之后沒有通過內存重分配來釋放不再使用的空間面氓,就會產(chǎn)生內存泄漏
而SDS通過未使用空間解除了字符串長度和底層數(shù)據(jù)長度的關聯(lián)兵钮,3.0版本是用free
屬性記錄未使用空間,3.2版本則是alloc
屬性記錄總的分配字節(jié)數(shù)量舌界。通過未使用空間掘譬,SDS實現(xiàn)了空間預分配和惰性空間釋放兩種優(yōu)化的空間分配策略,解決了字符串拼接和截取的空間問題
二進制安全
C字符串中的字符必須符合某種編碼呻拌,除了字符串的末尾葱轩,字符串里面是不能包含空字符的,否則會被認為是字符串結尾藐握,這些限制了C字符串只能保存文本數(shù)據(jù)靴拱,而不能保存像圖片這樣的二進制數(shù)據(jù)
而SDS的API都會以處理二進制的方式來處理存放在buf
數(shù)組里的數(shù)據(jù),不會對里面的數(shù)據(jù)做任何的限制猾普。SDS使用len
屬性的值來判斷字符串是否結束袜炕,而不是空字符
兼容部分C字符串函數(shù)
雖然SDS的API是二進制安全的,但還是像C字符串一樣以空字符結尾初家,目的是為了讓保存文本數(shù)據(jù)的SDS可以重用一部分C字符串的函數(shù)
C字符串與SDS對比
C字符串 | SDS |
---|---|
獲取字符串長度復雜度為O(N) | 獲取字符串長度復雜度為O(1) |
API是不安全的偎窘,可能會造成緩沖區(qū)溢出 | API是安全的乌助,不會造成緩沖區(qū)溢出 |
修改字符串長度必然會需要執(zhí)行內存重分配 | 修改字符串長度N次最多會需要執(zhí)行N次內存重分配 |
只能保存文本數(shù)據(jù) | 可以保存文本或二進制數(shù)據(jù) |
可以使用所有<string.h> 庫中的函數(shù) |
可以使用一部分<string.h> 庫中的函數(shù) |
鏈表
鏈表是一種比較常見的數(shù)據(jù)結構了,特點是易于插入和刪除陌知、內存利用率高他托、且可以靈活調整鏈表長度,但隨機訪問困難仆葡。許多高級編程語言都內置了鏈表的實現(xiàn)赏参,但是C語言并沒有實現(xiàn)鏈表,所以Redis實現(xiàn)了自己的鏈表數(shù)據(jù)結構
鏈表在Redis中應用的非常廣浙芙,列表(List)的底層實現(xiàn)就是鏈表登刺。此外,Redis的發(fā)布與訂閱嗡呼、慢查詢纸俭、監(jiān)視器等功能也用到了鏈表
鏈表節(jié)點和鏈表的定義
鏈表上的節(jié)點定義如下,adlist.h/listNode
typedef struct listNode {
// 前置節(jié)點
struct listNode *prev;
// 后置節(jié)點
struct listNode *next;
// 節(jié)點值
void *value;
} listNode;
鏈表的定義如下南窗,adlist.h/list
typedef struct list {
// 鏈表頭節(jié)點
listNode *head;
// 鏈表尾節(jié)點
listNode *tail;
// 節(jié)點值復制函數(shù)
void *(*dup)(void *ptr);
// 節(jié)點值釋放函數(shù)
void (*free)(void *ptr);
// 節(jié)點值對比函數(shù)
int (*match)(void *ptr, void *key);
// 鏈表所包含的節(jié)點數(shù)量
unsigned long len;
} list;
每個節(jié)點listNode
可以通過prev
和next
指針分布指向前一個節(jié)點和后一個節(jié)點組成雙端鏈表揍很,同時每個鏈表還會有一個list
結構為鏈表提供表頭指針head
、表尾指針tail
万伤、以及鏈表長度計數(shù)器len
窒悔,還有三個用于實現(xiàn)多態(tài)鏈表的類型特定函數(shù)
-
dup
:用于復制鏈表節(jié)點所保存的值 -
free
:用于釋放鏈表節(jié)點所保存的值 -
match
:用于對比鏈表節(jié)點所保存的值和另一個輸入值是否相等
鏈表結構圖
鏈表特性
- 雙端鏈表:帶有指向前置節(jié)點和后置節(jié)點的指針,獲取這兩個節(jié)點的復雜度為O(1)
- 無環(huán):表頭節(jié)點的
prev
和表尾節(jié)點的next
都指向NULL敌买,對鏈表的訪問以NULL結束 - 鏈表長度計數(shù)器:帶有
len
屬性简珠,獲取鏈表長度的復雜度為O(1) - 多態(tài):鏈表節(jié)點使用
void*
指針保存節(jié)點值,可以保存不同類型的值
字典
字典虹钮,又稱為符號表(symbol table)聋庵、關聯(lián)數(shù)組(associative array)或映射(map),是一種用于保存鍵值對(key-value pair)的抽象數(shù)據(jù)結構芙粱。字典中的每一個鍵都是唯一的祭玉,可以通過鍵查找與之關聯(lián)的值,并對其修改或刪除
Redis的鍵值對存儲就是用字典實現(xiàn)的春畔,散列(Hash)的底層實現(xiàn)之一也是字典
我們直接來看一下字典是如何定義和實現(xiàn)的吧
字典的定義實現(xiàn)
Redis的字典底層是使用哈希表實現(xiàn)的脱货,一個哈希表里面可以有多個哈希表節(jié)點,每個哈希表節(jié)點中保存了字典中的一個鍵值對
哈希表結構定義律姨,dict.h/dictht
typedef struct dictht {
// 哈希表數(shù)組
dictEntry **table;
// 哈希表大小
unsigned long size;
// 哈希表大小掩碼振峻,用于計算索引值,等于size-1
unsigned long sizemask;
// 哈希表已有節(jié)點的數(shù)量
unsigned long used;
} dictht;
哈希表是由數(shù)組table
組成择份,table
中每個元素都是指向dict.h/dictEntry
結構的指針扣孟,哈希表節(jié)點的定義如下
typedef struct dictEntry {
// 鍵
void *key;
// 值
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v;
// 指向下一個哈希表節(jié)點,形成鏈表
struct dictEntry *next;
} dictEntry;
其中key
是我們的鍵缓淹;v
是鍵值哈打,可以是一個指針塔逃,也可以是整數(shù)或浮點數(shù);next
屬性是指向下一個哈希表節(jié)點的指針料仗,可以讓多個哈希值相同的鍵值對形成鏈表湾盗,解決鍵沖突問題
最后就是我們的字典結構,dict.h/dict
typedef struct dict {
// 和類型相關的處理函數(shù)
dictType *type;
// 私有數(shù)據(jù)
void *privdata;
// 哈希表
dictht ht[2];
// rehash 索引立轧,當rehash不再進行時格粪,值為-1
long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
// 迭代器數(shù)量
unsigned long iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
type
屬性和privdata
屬性是針對不同類型的鍵值對,用于創(chuàng)建多類型的字典氛改,type
是指向dictType
結構的指針帐萎,privdata
則保存需要傳給類型特定函數(shù)的可選參數(shù),關于dictType
結構和類型特定函數(shù)可以看下面代碼
typedef struct dictType {
// 計算哈希值的行數(shù)
uint64_t (*hashFunction)(const void *key);
// 復制鍵的函數(shù)
void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
// 復制值的函數(shù)
void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
// 對比鍵的函數(shù)
int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
// 銷毀鍵的函數(shù)
void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
// 銷毀值的函數(shù)
void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
} dictType;
dict
的ht
屬性是兩個元素的數(shù)組胜卤,包含兩個dictht
哈希表疆导,一般字典只使用ht[0]
哈希表,``ht[1]哈希表會在對
ht[0]哈希表進行
rehash(重哈希)的時候使用葛躏,即當哈希表的鍵值對數(shù)量超過負載數(shù)量過多的時候澈段,會將鍵值對遷移到
ht[1]`上
rehashidx
也是跟rehash相關的,rehash的操作不是瞬間完成的舰攒,rehashidx
記錄著rehash的進度败富,如果目前沒有在進行rehash,它的值為-1
結合上面的幾個結構摩窃,我們來看一下字典的結構圖(沒有在進行rehash)
在這里兽叮,哈希算法和rehash(重新散列)的操作不再詳細說明,有機會以后單獨介紹
當一個新的鍵值對要添加到字典中時猾愿,會根據(jù)鍵值對的鍵計算出哈希值和索引值鹦聪,根據(jù)索引值放到對應的哈希表上,即如果索引值為0匪蟀,則放到
ht[0]
哈希表上椎麦。當有兩個或多個的鍵分配到了哈希表數(shù)組上的同一個索引時宰僧,就發(fā)生了鍵沖突的問題材彪,哈希表使用鏈地址法來解決,即使用哈希表節(jié)點的next
指針琴儿,將同一個索引上的多個節(jié)點連接起來段化。當哈希表的鍵值對太多或太少,就需要對哈希表進行擴展和收縮造成,通過rehash
(重新散列)來執(zhí)行
跳躍表
一個普通的單鏈表查詢一個元素的時間復雜度為O(N)显熏,即便該單鏈表是有序的。使用跳躍表(SkipList)是來解決查找問題的晒屎,它是一種有序的數(shù)據(jù)結構喘蟆,不屬于平衡樹結構缓升,也不屬于Hash結構,它通過在每個節(jié)點維持多個指向其他節(jié)點的指針蕴轨,而達到快速訪問節(jié)點的目的
跳躍表是有序集合(Sorted Set)的底層實現(xiàn)之一港谊,如果有序集合包含的元素比較多,或者元素的成員是比較長的字符串時橙弱,Redis會使用跳躍表做有序集合的底層實現(xiàn)
跳躍表的定義
跳躍表其實可以把它理解為多層的鏈表歧寺,它有如下的性質
- 多層的結構組成,每層是一個有序的鏈表
- 最底層(level 1)的鏈表包含所有的元素
- 跳躍表的查找次數(shù)近似于層數(shù)棘脐,時間復雜度為O(logn)斜筐,插入、刪除也為 O(logn)
- 跳躍表是一種隨機化的數(shù)據(jù)結構(通過拋硬幣來決定層數(shù))
那么如何來理解跳躍表呢蛀缝,我們從最底層的包含所有元素的鏈表開始顷链,給定如下的鏈表
然后我們每隔一個元素,把它放到上一層的鏈表當中屈梁,這里我把它叫做上浮(注意蕴潦,科學的辦法是拋硬幣的方式,來決定元素是否上浮到上一層鏈表俘闯,我這里先簡單每隔一個元素上浮到上一層鏈表潭苞,便于理解),操作完成之后的結構如下
查找元素的方法是這樣真朗,從上層開始查找此疹,大數(shù)向右找到頭,小數(shù)向左找到頭遮婶,例如我要查找17
蝗碎,查詢的順序是:13 -> 46 -> 22 -> 17;如果是查找35
旗扑,則是 13 -> 46 -> 22 -> 46 -> 35蹦骑;如果是54
,則是 13 -> 46 -> 54
上面是查找元素臀防,如果是添加元素眠菇,是通過拋硬幣的方式來決定該元素會出現(xiàn)到多少層,也就是說它會有 1/2的概率出現(xiàn)第二層袱衷、1/4 的概率出現(xiàn)在第三層......
跳躍表節(jié)點的刪除和添加都是不可預測的捎废,很難保證跳表的索引是始終均勻的,拋硬幣的方式可以讓大體上是趨于均勻的
假設我們已經(jīng)有了上述例子的一個跳躍表了致燥,現(xiàn)在往里面添加一個元素18
登疗,通過拋硬幣的方式來決定它會出現(xiàn)的層數(shù),是正面就繼續(xù),反面就停止辐益,假如我拋了2次硬幣断傲,第一次為正面,第二次為反面
跳躍表的刪除很簡單智政,只要先找到要刪除的節(jié)點艳悔,然后順藤摸瓜刪除每一層相同的節(jié)點就好了
跳躍表維持結構平衡的成本是比較低的,完全是依靠隨機女仰,相比二叉查找樹猜年,在多次插入刪除后,需要Rebalance來重新調整結構平衡
跳躍表的實現(xiàn)
Redis的跳躍表實現(xiàn)是由redis.h/zskiplistNode
和redis.h/zskiplist
(3.2版本之后redis.h改為了server.h)兩個結構定義疾忍,zskiplistNode
定義跳躍表的節(jié)點乔外,zskiplist
保存跳躍表節(jié)點的相關信息
/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
typedef struct zskiplistNode {
// 成員對象 (robj *obj;)
sds ele;
// 分值
double score;
// 后退指針
struct zskiplistNode *backward;
// 層
struct zskiplistLevel {
// 前進指針
struct zskiplistNode *forward;
// 跨度
// 跨度實際上是用來計算元素排名(rank)的,在查找某個節(jié)點的過程中一罩,將沿途訪過的所有層的跨度累積起來杨幼,得到的結果就是目標節(jié)點在跳躍表中的排位
unsigned long span;
} level[];
} zskiplistNode;
typedef struct zskiplist {
// 表頭節(jié)點和表尾節(jié)點
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 表中節(jié)點的數(shù)量
unsigned long length;
// 表中層數(shù)最大的節(jié)點的層數(shù)
int level;
} zskiplist;
zskiplistNode
結構
-
level
數(shù)組(層):每次創(chuàng)建一個新的跳表節(jié)點都會根據(jù)冪次定律計算出level數(shù)組的大小,也就是次層的高度聂渊,每一層帶有兩個屬性-前進指針和跨度差购,前進指針用于訪問表尾方向的其他指針;跨度用于記錄當前節(jié)點與前進指針所指節(jié)點的距離(指向的為NULL汉嗽,闊度為0) -
backward
(后退指針):指向當前節(jié)點的前一個節(jié)點 -
score
(分值):用來排序欲逃,如果分值相同看成員變量在字典序大小排序 -
obj
或ele
:成員對象是一個指針,指向一個字符串對象饼暑,里面保存著一個sds稳析;在跳表中各個節(jié)點的成員對象必須唯一,分值可以相同
zskiplist
結構
-
header
弓叛、tail
表頭節(jié)點和表尾節(jié)點 -
length
表中節(jié)點的數(shù)量 -
level
表中層數(shù)最大的節(jié)點的層數(shù)
假設我們現(xiàn)在展示一個跳躍表彰居,有四個節(jié)點,節(jié)點的高度分別是2撰筷、1陈惰、4、3
zskiplist
的頭結點不是一個有效的節(jié)點毕籽,它有ZSKIPLIST_MAXLEVEL層(32層)抬闯,每層的forward
指向該層跳躍表的第一個節(jié)點,若沒有則為NULL影钉,在Redis中画髓,上面的跳躍表結構如下
- 每個跳躍表節(jié)點的層數(shù)在1-32之間
- 一個跳躍表中掘剪,節(jié)點按照分值大小排序平委,多個節(jié)點的分值是可以相同的,相同時夺谁,節(jié)點按成員對象大小排序
- 每個節(jié)點的成員變量必須是唯一的
整數(shù)集合
整數(shù)集合(intset)是Redis用于保存整數(shù)值的集合抽象數(shù)據(jù)結構廉赔,可以保存類型為int16_t肉微、int32_t、int64_t的整數(shù)值蜡塌,并且保證集合中不會出現(xiàn)重復元素
整數(shù)集合是集合(Set)的底層實現(xiàn)之一碉纳,如果一個集合只包含整數(shù)值元素,且元素數(shù)量不多時馏艾,會使用整數(shù)集合作為底層實現(xiàn)
整數(shù)集合的定義實現(xiàn)
整數(shù)集合的定義為inset.h/inset
typedef struct intset {
// 編碼方式
uint32_t encoding;
// 集合包含的元素數(shù)量
uint32_t length;
// 保存元素的數(shù)組
int8_t contents[];
} intset;
-
contents
數(shù)組:整數(shù)集合的每個元素在數(shù)組中按值的大小從小到大排序劳曹,且不包含重復項 -
length
記錄整數(shù)集合的元素數(shù)量,即contents數(shù)組長度 -
encoding
決定contents數(shù)組的真正類型琅摩,如INTSET_ENC_INT16铁孵、INTSET_ENC_INT32、INTSET_ENC_INT64
整數(shù)集合的升級
當想要添加一個新元素到整數(shù)集合中時房资,并且新元素的類型比整數(shù)集合現(xiàn)有的所有元素的類型都要長蜕劝,整數(shù)集合需要先進行升級(upgrade),才能將新元素添加到整數(shù)集合里面轰异。每次想整數(shù)集合中添加新元素都有可能會引起升級岖沛,每次升級都需要對底層數(shù)組已有的所有元素進行類型轉換
升級添加新元素:
- 根據(jù)新元素類型,擴展整數(shù)集合底層數(shù)組的空間大小搭独,并為新元素分配空間
- 把數(shù)組現(xiàn)有的元素都轉換成新元素的類型婴削,并將轉換后的元素放到正確的位置,且要保持數(shù)組的有序性
- 添加新元素到底層數(shù)組
整數(shù)集合的升級策略可以提升整數(shù)集合的靈活性牙肝,并盡可能的節(jié)約內存
另外馆蠕,整數(shù)集合不支持降級,一旦升級惊奇,編碼就會一直保持升級后的狀態(tài)
壓縮列表
壓縮列表(ziplist)是為了節(jié)約內存而設計的互躬,是由一系列特殊編碼的連續(xù)內存塊組成的順序性(sequential)數(shù)據(jù)結構,一個壓縮列表可以包含多個節(jié)點颂郎,每個節(jié)點可以保存一個字節(jié)數(shù)組或者一個整數(shù)值
壓縮列表是列表(List)和散列(Hash)的底層實現(xiàn)之一吼渡,一個列表只包含少量列表項,并且每個列表項是小整數(shù)值或比較短的字符串乓序,會使用壓縮列表作為底層實現(xiàn)(在3.2版本之后是使用quicklist
實現(xiàn))
壓縮列表的構成
一個壓縮列表可以包含多個節(jié)點(entry)寺酪,每個節(jié)點可以保存一個字節(jié)數(shù)組或者一個整數(shù)值
各部分組成說明如下
-
zlbytes
:記錄整個壓縮列表占用的內存字節(jié)數(shù),在壓縮列表內存重分配替劈,或者計算zlend
的位置時使用 -
zltail
:記錄壓縮列表表尾節(jié)點距離壓縮列表的起始地址有多少字節(jié)寄雀,通過該偏移量,可以不用遍歷整個壓縮列表就可以確定表尾節(jié)點的地址 -
zllen
:記錄壓縮列表包含的節(jié)點數(shù)量陨献,但該屬性值小于UINT16_MAX(65535)時盒犹,該值就是壓縮列表的節(jié)點數(shù)量,否則需要遍歷整個壓縮列表才能計算出真實的節(jié)點數(shù)量 -
entryX
:壓縮列表的節(jié)點 -
zlend
:特殊值0xFF(十進制255),用于標記壓縮列表的末端
壓縮列表節(jié)點的構成
每個壓縮列表節(jié)點可以保存一個字節(jié)數(shù)字或者一個整數(shù)值急膀,結構如下
-
previous_entry_ength
:記錄壓縮列表前一個字節(jié)的長度 -
encoding
:節(jié)點的encoding保存的是節(jié)點的content的內容類型 -
content
:content區(qū)域用于保存節(jié)點的內容沮协,節(jié)點內容類型和長度由encoding決定
對象
上面介紹了Redis的主要底層數(shù)據(jù)結構,包括簡單動態(tài)字符串(SDS)卓嫂、鏈表慷暂、字典、跳躍表晨雳、整數(shù)集合行瑞、壓縮列表。但是Redis并沒有直接使用這些數(shù)據(jù)結構來構建鍵值對數(shù)據(jù)庫餐禁,而是基于這些數(shù)據(jù)結構創(chuàng)建了一個對象系統(tǒng)蘑辑,也就是我們所熟知的可API操作的Redis那些數(shù)據(jù)類型,如字符串(String)坠宴、列表(List)洋魂、散列(Hash)、集合(Set)喜鼓、有序集合(Sorted Set)
根據(jù)對象的類型可以判斷一個對象是否可以執(zhí)行給定的命令副砍,也可針對不同的使用場景,對象設置有多種不同的數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)庄岖,從而優(yōu)化對象在不同場景下的使用效率
類型 | 編碼 | BOJECT ENCODING 命令輸出 | 對象 |
---|---|---|---|
REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_INT | "int" | 使用整數(shù)值實現(xiàn)的字符串對象 |
REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_EMBSTR | "embstr" | 使用embstr編碼的簡單動態(tài)字符串實現(xiàn)的字符串對象 |
REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_RAW | "raw" | 使用簡單動態(tài)字符串實現(xiàn)的字符串對象 |
REDIS_LIST | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | "ziplist" | 使用壓縮列表實現(xiàn)的列表對象 |
REDIS_LIST | REDIS_ENCODING_LINKEDLIST | '"linkedlist' | 使用雙端鏈表實現(xiàn)的列表對象 |
REDIS_HASH | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | "ziplist" | 使用壓縮列表實現(xiàn)的哈希對象 |
REDIS_HASH | REDIS_ENCODING_HT | "hashtable" | 使用字典實現(xiàn)的哈希對象 |
REDIS_SET | REDIS_ENCODING_INTSET | "intset" | 使用整數(shù)集合實現(xiàn)的集合對象 |
REDIS_SET | REDIS_ENCODING_HT | "hashtable" | 使用字典實現(xiàn)的集合對象 |
REDIS_ZSET | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | "ziplist" | 使用壓縮列表實現(xiàn)的有序集合對象 |
REDIS_ZSET | REDIS_ENCODING_SKIPLIST | "skiplist" | 使用跳躍表表實現(xiàn)的有序集合對象 |
參考:《Redis設計與實現(xiàn)》