Redis之Redis 6.0中Hash(ziplist)解读

hash数据类型概述

Redis中hash数据类型使用了两种编码格式:ziplist(压缩列表)、hashtable(哈希表) 在redis.conf配置文件中，有以下两个参数，意思为：当节点数量小于512并且字符串的长度小于等于64时，会使用ziplist编码。

hash-max-ziplist-entries 512    
hash-max-ziplist-value 64

ziplist(压缩列表)

基本介绍

ziplist 是一个经过特殊编码的双向链表，旨在提高内存效率。它存储字符串和整数值，其中整数被编码为实际整数而不是一系列字符。它允许在 O(1) 时间内在列表的任一侧进行推送和弹出操作。但是，由于每个操作都需要重新分配 ziplist 使用的内存，因此实际复杂性与 ziplist 使用的内存量有关。

ziplist 是一个特殊双向链表，不像普通的链表使用前后指针关联在一起，它是存储在连续内存上的。

结构详解

zlbytes: 32 位无符号整型，记录 ziplist 整个结构体的占用空间大小。当然了也包括 zlbytes 本身。这个结构有个很大的用处，就是当需要修改 ziplist 时候不需要遍历即可知道其本身的大小。
zltail: 32 位无符号整型, 记录整个 ziplist 中最后一个 entry 的偏移量。所以在尾部进行 POP 操作时候不需要先遍历一次。
zllen: 16 位无符号整型, 记录 entry 的数量，所以只能表示 2^16。但是 Redis 作了特殊的处理：当实体数超过 2^16 ,该值被固定为 2^16 - 1。所以这种时候要知道所有实体的数量就必须要遍历整个结构了。
entry: 真正存数据的结构。
zlend: 8 位无符号整型, 固定为 255 (0xFF)。为 ziplist 的结束标识。

entry 中包含有previous_entry_length、encoding、content等属性

第一中情况：一般结构 <prevlen> <encoding> <entry-data>

prevlen：前一个entry的大小；
encoding：不同的情况下值不同，用于表示当前entry的类型和长度；
entry-data：真是用于存储entry表示的数据；

第二种情况：此时entry结构：<prevlen> <encoding>

在entry中存储的是int类型时，encoding和entry-data会合并在encoding中表示，此时没有entry-data字段；
redis中，在存储数据时，会先尝试将string转换成int存储，节省空间；

prevlen编码：当前一个元素长度小于254（255用于zlend）的时候，prevlen长度为1个字节，值即为前一个entry的长度，如果长度大于等于254的时候，prevlen用5个字节表示，第一字节设置为254，后面4个字节存储一个小端的无符号整型，表示前一个entry的长度；

encoding编码：

encoding的长度和值根据保存的是int还是string，还有数据的长度而定；

前两位用来表示类型，当为“11”时，表示entry存储的是int类型，其他表示存储的是string；

存储int时：

|11000000| encoding为3个字节，后2个字节表示一个int16；

|11010000| encoding为5个字节，后4个字节表示一个int32;

|11100000| encoding 为9个字节，后8字节表示一个int64;

|11110000| encoding为4个字节，后3个字节表示一个有符号整型；

|11111110| encoding为2字节，后1个字节表示一个有符号整型；

|1111xxxx| encoding长度就只有1个字节，xxxx表示一个0 - 12的整数值；

存储string时：

|00pppppp| ：此时encoding长度为1个字节，该字节的后六位表示entry中存储的string长度，因为是6位，所以entry中存储的string长度不能超过63；

|01pppppp|qqqqqqqq| 此时encoding长度为两个字节；此时encoding的后14位用来存储string长度，长度不能超过16383；

|10000000|qqqqqqqq|rrrrrrrr|ssssssss|ttttttt| 此时encoding长度为5个字节，后面的4个字节用来表示encoding中存储的字符串长度，长度不能超过2^32 - 1;

连锁更新问题

entry中的prevlen字段表示前一个entry的长度，有两种取值,1byte或者5byte.
当一个entry前边的entry的长度发生变化时，会导致需要增大entry 的prevlen字段的size 来存储前一个entry的长度,如果有连续多个entry的容量接近254时，就会发生多个entry的prevlen的size需要扩容，这时就发生所谓的级联更新。
这种更新本质是prevlen size的变化，它以下有两种情形,

一种是扩大(1byte —> 5bytes)，
一种是收缩(5bytes—>1byte)