Redis 数据库 ziplist 压缩列表的源码解析详解

Redis 数据库 ziplist 压缩列表的源码解析详解

Redis 是一个高性能的键值存储系统，ziplist 是 Redis 中一种紧凑、高效的数据结构，它被广泛用于 Redis 中的列表、有序集合和哈希等数据类型，本文将详细解析 Redis 中 ziplist 压缩列表的源码实现。

ziplist 压缩列表简介

ziplist 是一种紧凑的、连续的、定长的数据结构，用于存储一系列小整数或字节，它由一系列的编码方式不同的节点组成，每个节点包含一个偏移量（offset）、长度（length）和一个值（value），通过这种紧凑的结构，ziplist 可以节省内存空间，提高存储效率。

ziplist 压缩列表节点结构

ziplist 压缩列表的节点结构如下：

ziplist 压缩列表编码方式

ziplist 压缩列表支持两种编码方式：头尾指针和普通编码，头尾指针编码适用于较小的整数，而普通编码适用于较大的整数或字节。

1、头尾指针编码

头尾指针编码使用两个相邻的整数表示一个节点的值，第一个整数是低字节，第二个整数是高字节，整数 258 会被编码为 {0xFE, 0xA6}，这种编码方式可以节省空间，但只能表示较小的整数。

2、普通编码

普通编码使用一个或多个字节表示一个节点的值，对于较小的整数，可以使用一字节编码；对于较大的整数，可以使用多字节编码，整数 1234567890 会被编码为 {0x31, 0x30, 0x30, 0x30, 0x30, 0x39}，这种编码方式可以表示较大的整数，但会占用更多的空间。

ziplist 压缩列表操作函数

Redis 提供了一系列的操作函数来处理 ziplist 压缩列表，包括创建、添加、删除和遍历等操作，以下是一些常用的操作函数：

1、zadd：向 ziplist 中添加一个元素，ziplist 已满，则自动扩容。

2、zrem：从 ziplist 中删除一个元素。

3、zcard：获取 ziplist 中的元素数量。

4、zlen：获取 ziplist 的长度。

5、zrange：获取 ziplist 中的一段元素。

6、zrevrange：获取 ziplist 中的逆序一段元素。

7、zpopmax：获取 ziplist 中的最大元素并从 ziplist 中删除。

8、zpopmin：获取 ziplist 中的最小元素并从 ziplist 中删除。

9、zcount：统计 ziplist 中指定元素的个数。

10、zlexcount：统计 ziplist 中指定区间内的元素个数。

11、zfirst：获取 ziplist 中的第一个元素。

12、zlast：获取 ziplist 中的最后一个元素。

13、zrangebyscore：根据分数范围获取 ziplist 中的元素。

14、zrevrangebyscore：根据分数范围获取 ziplist 中的逆序元素。

15、zremrangebyrank：根据排名范围删除 ziplist 中的元素。

16、zremrangebyscore：根据分数范围删除 ziplist 中的元素。

17、zunionstore：合并两个有序集合到一个新的有序集合中。

18、zinterstore：计算两个有序集合的交集并将结果存储到一个新的有序集合中。

19、zscan：迭代遍历 ziplist 中的元素。

20、zreverse：反转 ziplist 中的元素顺序。

21、zrandomkey：从有序集合中随机获取一个元素。

22、zrangemin：获取有序集合中的最小元素。

23、zrangemax：获取有序集合中的最大元素。

24、zscore：获取有序集合中指定元素的分数。

25、zincrby：增加有序集合中指定元素的分数。

26、zdecrby：减少有序集合中指定元素的分数。

27、zrank：获取有序集合中指定元素的排名。

28、zrevrank：获取有序集合中指定元素的逆序排名。

29、zremrangebyrank：根据排名范围删除有序集合中的元素。

30、zremrangebyscore：根据分数范围删除有序集合中的元素。

31、zcardinality：获取有序集合的元素数量。

32、sortedsetop：对多个有序集合进行指定的操作，如并集、交集、差集等。

33、hashtable：将哈希表转换为有序集合或字典，或将有序集合或字典转换为哈希表。

34、hgetall：获取哈希表中的所有键值对。

35、hexists：检查哈希表中是否存在指定的键。

36、hkeys：获取哈希表中的所有键。

37、hvals：获取哈希表中的所有值。