Redis数据结构——快速列表quicklist、快表

news2024/12/23 13:59:54

定义

Redis中的数据结构，链表和压缩列表这两种数据结构是列表对象的底层实现方式。
当时考虑到链表的附加空间太大，节点的内存都是单独分配的，还会导致内存碎片化问题严重。
因此从Redis3.2开始，对列表的底层数据结构进行了改造，即使用quickList代替链表list和压缩列表ziplist

快速链表quickList实际上是ziplist和linkedlist的混合体，它将linkedlist按段切分，每一段使用ziplist来紧凑存储，多个ziplist之间使用双向指针串接起来。

每个节点的类型是quickListNode，一个quickListNode就是一个压缩列表ziplist，quickListNode的结构是这样的：

typedef struct quicklistNode {
    struct quicklistNode *prev; //上一个node节点
    struct quicklistNode *next; //下一个node
    unsigned char *zl;            //保存的数据 压缩前ziplist 压缩后压缩的数据
    unsigned int sz;             //ziplist 的大小 
    unsigned int count : 16;     // 压缩列表中节点的数量 
    unsigned int encoding : 2;   // 编码格式 
   // ..... 
} quicklistNode;

quickList的常用操作

插入

当插入一个数据时，就会有两种可能：

要么新建一个quickListNode，即一整个ziplist；
要么直接在ziplist中进行插入

同时插入的位置也有两种可能，要么在表头或表尾，要么在中间位置。
因此Redis结合以上因素，规定的插入操作
当插入位置是表头或表尾时：

当在表头或表尾插入数据时，如果数据没有超过规定的大小，那么就插入到表头或表尾节点的ziplist中。
如果要插入的数据的大小超过了限制，那么就会新创建一个quickListNode，即新创建一个压缩列表，然后插入到表尾或表尾

当插入的位置是中间时，还要考虑是在这个ziplist中的那个位置插入：
当插入的位置是ziplist的头部或尾部时：

当要插入的位置所在的ziplist能够继续放得下这个数据，那么就插入到这个ziplist中；
当要插入的位置所在的ziplist，如果继续存放该数据，那么就会超出单个ziplist的大小限制，如果此时这个ziplist相邻的ziplist能够放得下这个数据，就放到相邻的ziplist中。
如果当前的ziplist无法放得下这个数据，同时相邻的ziplist也无法放得下这个数据，那么就要新创建一个quickListNode，即一个新的ziplist。

当要插入的位置是ziplist的中间时，既不是ziplist的首尾位置：