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:
字段名 | 类型 | 描述 |
zlbytes | int16_t | ziplist 的总大小 |
zltail_offset | int16_t | ziplist 最后一个节点的偏移量 |
zllen | int16_t | ziplist 中节点的数量 |
entry | uint8_t[N] | ziplist 中的一个节点,N 为节点的长度 |
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。
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