Redis的Listpack 数据结构揭秘：底层实现、优点、和 ZipList 的比较

2024-01-06 17:59:04

揭秘Listpack：Redis 的秘密武器

Redis Listpack 是一种专门为存储和处理列表数据而设计的数据结构。它基于ZipList数据结构，但针对列表的特殊特性进行了优化。Listpack 在某些情况下比 ZipList 具有更好的性能，尤其是在处理大型列表时。

1. Listpack 的底层实现

Listpack 的底层实现依赖于一系列连续的内存块，称为 "entries"。每个 entry 由以下字段组成：

头部信息：头部信息包含有关 entry 的基本信息，例如 entry 的大小、类型（通常是字符串或整数）以及指向下一个 entry 的指针。
长度字段：长度字段指定 entry 中数据的长度。
数据：数据字段存储实际的数据值。

Listpack中的 entry 紧密相连，没有像ZipList那样的prelen字段来存储每个entry的长度。因此，Listpack 需要使用其他方法来确定每个 entry 的长度。这通常通过在每个 entry 的头部信息中存储长度字段来实现。

2. Listpack 的优点

Listpack 具有以下优点：

高效的存储：Listpack 的紧凑存储格式使它非常适合存储大量数据。
快速的插入和删除：Listpack 支持高效的插入和删除操作，因为它只需要更新受影响的 entry 的长度字段和指针。
压缩支持：Listpack 支持压缩，这可以进一步减少其内存使用。

3. Listpack 与 ZipList 的区别

Listpack 和 ZipList都是Redis中用于存储列表数据的底层实现，但它们在某些方面有所不同：

存储方式：Listpack 使用连续的内存块来存储数据，而 ZipList 使用可变大小的节点来存储数据。
遍历方式：Listpack 不使用 prelen 字段，因此它需要使用其他方法来确定每个 entry 的长度。ZipList 则使用 prelen 字段来快速获取每个节点的长度。
压缩支持：Listpack 支持压缩，而 ZipList 不支持。

失而复得：Listpack 的遍历操作

Listpack 没有了 prelen 字段，这给遍历操作带来了一定的挑战。为了解决这个问题，Redis 使用了一种称为 "boundary pointer" 的方法。Boundary pointer 是一个特殊的指针，它指向 entry 的末尾。通过使用 boundary pointer，Redis 可以快速地确定 entry 的长度。