Redis核心数据结构之压缩列表(二)

压缩列表

压缩列表节点的构成

encoding

节点的encoding属性记录了节点的content属性所保存数据的类型及长度:

• 1.一字节、两字节或者五字节长，值得最高位为00、01或者10的是字节数组编码:这种编码表示节点的content属性保存着字节数组，数组的长度由编码除去最高两位之后的其他位记录
• 2.一字节长，值得最高位以11开头的是整数编码:这种编码表示节点的content属性保存着整数值，整数值的类型和长度由编码出去最高两位之后的其他位记录
  
  

content

节点的content属性负责保存节点的值，节点值可以是一个字节数组或者整数，值的类型和长度由节点的encoding属性决定。

例子

举个例子，图中展示了一个保存字节数组的节点示例

• 1.编码的最高两位00表示节点保存的是一个字节数组
• 2.编码的后六位001011记录了字节数组的长度11；
• 3.content属性保存着节点值"hello world"

另一个例子。图中展示了一个保存整数值的节点示例

• 1.编码11000000表示节点保存的是一个int16_t类型的整数值
• 2.content属性保存着节点的值10086
  

连锁更新

每个节点的previous_entry_length属性都记录了前一个节点的长度:

• 1.如果前一节点的长度小于254字节，那么previous_entry_length属性需要用1字节长的空间来保存这个长度值
• 2.如果前一节点的长度大于等于254字节，那么previous_entry_length属性需要用5字节长的空间来保存这个长度值现在，考虑这样一种情况:在一个压缩列表中，有多个连续的、长度介于250字节到253字节之间的节点e1至eN,如图所示。因为e1至eN的所有节点的长度都小于254字节，所以记录这些节点的长度只需要1字节长的previous_entry_length属性，换句话说，e1至eN的所有节点的previous_entry_length属性都是1字节长。这时，如果将一个长度大于等于254字节的新节点new设置为压缩列表的表头节点，那么new将称为e1的前置节点
  
  
  因为e1的previous_entry_length属性仅长1字节，它没有办法保存新节点new的长度，所以程序将对压缩列表执行空间重分配操作，并将e1节点的previous_entry_length属性从原来的1字节长扩展为5字节长。
  现在，麻烦的事情来了，e1原本的长度介于250字节至253字节之间，在为previous_entry_length属性新增四个字节的空间之后，e1的长度就变成了介于254字节至257字节之间，而这种长度使用1字节长的previous_entry_length属性是没法保存的。因此，为了让e2的previous_entry_length属性可以记录下e1的长度，程序需要再次对压缩列表执行空间重分配操作，并将e2节点的previous_entry_length属性从原来的1字节长扩展为5字节长.正如扩展e1引发对e2的扩展一样，扩展e2也会引发对e3的扩展，而扩展e3又会引发对e4的扩展…为了让每个节点的previous_entry_length属性都符合压缩列表对节点的要求，程序需要不断地对压缩列表执行空间重分配操作，直到eN为止
  
  除了添加新节点可能会引发连锁更新之外，删除节点也可能会引发连锁更新
  
  如图所示的压缩列表，如果e1至eN都是大小介于250字节至253字节的节点。big节点的长度大于等于254字节(需要5字节的previous_entry_length来保存)，而small节点的长度小于254字节(只需要1字节的previous_entry_length来保存)，那么当我们将small节点从压缩列表中删除之后，为了让e1的previous_entry_length属性可以记录big节点的长度，程序将扩展e1的空间，并由此引发之后的连锁更新。因为连锁更新在最坏情况下需要第压缩列表执行N次空间重分配操纵，而每次空间重分配的最坏复杂度为O(N),所以连锁更新的最坏复杂度为O(N^2).要注意的是，尽管连锁更新的复杂度较高，但它真正造成性能问题的几率是很低的:
• 1,首先，压缩列表里要恰好有多个连续的，长度介于250字节至253字节之间的节点，连锁更新才有可能触发，在实际情况中，这种情况并不多见
• 2.其次，即时出现连锁更新，但只要被更新的节点数量不多，就不会对性能造成任何影响:比如说，对三五个节点进行连锁更新是绝对不会影响性能的

因为以上原因，ziplistPush等命令的平均复杂度仅为O(N)，在实际中，可以放心地使用这些函数，而不必担心连锁更新会
影响压缩列表的性能