Redis学习笔记-QuickList

文章目录

  • [第一部分:Quicklist 是什么?](#第一部分:Quicklist 是什么?)
  • [第二部分:什么数据结构的底层用到了 Quicklist?](#第二部分:什么数据结构的底层用到了 Quicklist?)
        • [可配置的内部 `ziplist` 大小](#可配置的内部 ziplist 大小)
  • 总结

第一部分:Quicklist 是什么?

Quicklist(快速列表)是 Redis 从 3.2 版本开始引入的一种混合数据结构。为了理解它,我们可以用一句话来概括:

Quicklist 本质上是一个由 ziplist (压缩列表) 节点组成的双向链表。

它被设计出来,旨在结合 ziplistlinkedlist(双向链表)各自的优点,同时规避它们的缺点,从而在内存效率和操作性能之间找到一个完美的平衡点。

用一个形象的比喻来理解:

  • 旧的 linkedlist 就像一列卧铺火车,每节车厢(节点)只睡一个乘客(元素),乘客上下车很快,但车厢本身(指针)很占空间,非常浪费。
  • 旧的 ziplist 就像一辆超长的公交车,所有乘客都挤在一块连续的空间里,非常省地方。但如果中间有个人要下车,他后面所有人都得往前挪,效率极低(连锁更新问题)。
  • 新的 quicklist 就像一列现代的动车组
    • 整列动车是一个双向链表
    • 每一节车厢 (quicklistNode) 就是链表的一个节点。
    • 车厢内部有很多座位 ,这些座位就是一个 ziplist,里面坐着多个乘客(元素)。

通过这种方式,quicklist 实现了:

  1. 高内存效率 :每个节点 (quicklistNode) 内部用 ziplist 存储多个元素,极大地减少了 prevnext 指针的内存开销。
  2. 高性能 :在列表的两端进行 PUSHPOP 操作时,只需要操作头尾节点 (quicklistNode) 内部的 ziplist,时间复杂度依然是 O(1)。
  3. 规避风险 :即使发生"连锁更新",也只会影响单个 ziplist(一节车厢),而不会影响整个列表(整列火车),将风险控制在了一个很小的范围内。

第二部分:什么数据结构的底层用到了 Quicklist?

在当前的 Redis 版本中,列表 (List) 数据类型是唯一 使用 quicklist 作为其底层实现的结构。

quicklist 是专门为了优化 List 类型而设计的。在 Redis 3.2 之前,List 类型的底层实现是根据元素数量和大小在 ziplistlinkedlist 之间切换的:

  • 当列表小的时候,使用 ziplist 以节省内存。
  • 当列表变大后,自动转换为 linkedlist 以保证操作性能。

这种转换机制本身有开销,并且两种结构各自的缺点都很明显。因此,quicklist 被创造出来,彻底取代了 ziplist + linkedlist 的组合,成为 List 类型唯一的、更优的底层实现

你可以通过 OBJECT ENCODING 命令来验证这一点:

shell 复制代码
redis> RPUSH mylist "a" "b" "c" "d"
(integer) 4
redis> OBJECT ENCODING mylist
"quicklist"

# 即使只有一个元素,也是 quicklist
redis> RPUSH smalllist "hello"
(integer) 1
redis> OBJECT ENCODING smalllist
"quicklist"
可配置的内部 ziplist 大小

quicklist 的一个强大之处在于,每个节点内部的 ziplist 的大小是可以通过配置项 list-max-ziplist-size 来调整的。这个参数可以接受正值或负值:

  • 负值(默认) :按字节大小限制。例如 -2 (默认值) 表示每个 ziplist 的大小不能超过 8KB。
  • 正值 :按元素个数限制。例如 1024 表示每个 ziplist 最多包含 1024 个元素。

这个配置项允许用户根据自己的业务场景,在"更多 ziplist 节点、更少连锁更新风险"和"更少 ziplist 节点、更高内存压缩率"之间进行权衡。

总结

问题 答案
Quicklist 是什么? 一个由 ziplist 节点组成的双向链表,是一种混合数据结构。
什么数据结构用到了它? 列表 (List) 类型。它是当前版本 List 唯一的底层实现。

List的实现有3种:LinkedList,QuickList和ZipList

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