一、引言
上一节我们总结了跳跃表的知识，我们知道了有序数组可以用跳跃表实现，也可以用压缩列表来实现，这一篇文章我们来总结一下压缩列表相关的知识。
二、压缩列表简介
定义：压缩列表 ziplist 本质上是一个字节数组，每个元素可以是一个字节数组或一个整数。
PS：Redis的有序集合、散列、列表都直接或间接用到了压缩列表。
三、压缩列表的存储结构
我们通过一张图来直观地分析压缩列表的结构：
- zlbytes ：压缩列表的字节长度，占4个字节，因此压缩列表最多有232-1个字节 。
- zltail ：压缩列表尾元素相对于压缩列表起始地址的偏移量，占4个字节。
- zllen ：压缩列表的元素个数，占2个字节。zllen无法储存元素个数超过65535（216-1）的压缩列表。
- entryX：压缩列表储存的元素，可以是字节数组或者整数，长度不限。
- zlend：压缩列表的结尾，占1个字节，恒为0xFF。
PS：1字节=8位，二进制里，每位对应2的n次方，1字节最大值为28-1个元素。
PS：必须遍历整个压缩列表才能获取到元素个数。
四、压缩列表的元素的结构
还是通过一张图来说明就比较直观一些：
- previous_entry_length ：表示前一个元素的字节长度，占用1个字节或者5个字节，根据前一个元素的长度大小来定：
- 小于254字节 ：用1个字节表示previous_entry_length
- 大于或等于254字节 ：用5个字节表示previous_entry_length，此时previous_entry_length的第一个字节为固定的0xFE，后面4个字节才真正表示前一个元素的长度。
- encoding ：表示当前元素的编码，即content字段储存的数据类型（整数或者字节数组）占用1、2或5个字节，根据content类型来定【详见压缩列表的元素编码表】
- content ：储存数据内容，长度不限
PS：假设已知当前元素的首地址p，就可以根据 p-previous_entry_length 推算出前一个元素的首地址。
压缩列表的元素编码
简单总结一下：
- 前两位 ：判断类型（整数 OR 字节数组）PS：若为字节数组还可根据前两位判断最大长度
- 字节数组时 ：后面的位数标识字节数组的实际长度（2n-1）
- 整数时 ：3、4位判断类型，后4为用于表示整数值
五、结构体
意义：由于每次获取前一个元素的内容都需要经过复杂的解码运算，影响效率，所以定义结构体 zlentry 用于表示解码后的压缩列表元素。
PS：结构体实际上是对每个元素的首部【 previous_entry_length 和 encoding 】结构的细分描述。
结构体的字段
- prevrawlensize ：previous_entry_length 字段的长度
- prevrawlen ：previous_entry_length 字段的内容
- lensize ：encoding 字段的长度
- encoding ：表示数据类型
- len ：数据内容的长度
- p ：当前元素的首地址
- headersize ：当前元素的首部长度【 previous_entry_length + encoding 】
解码步骤
解码主要用到的是 zipEntry 方法，解码出来的信息储存于 zlentry 结构体：
- 1、解码元素的 previous_entry_length 字段
- 2、解码元素的 encoding 字段
- 3、设置好结构体的相关字段
六、创建压缩列表
创建压缩列表主要用到的方法为：ziplistNew【返回参数为压缩列表的首地址】
创建一个空的压缩列表需要分配的初始空间为：11（4+4+2+1）个字节：
- 4 ：zlbytes【压缩列表的字节长度：4字节】
- 4 ：zltail【尾元素对起始地址的偏移量：4字节】
- 2 ：zlbytes【压缩列表的元素个数：2字节】
- 1 ：zlbytes【压缩列表的结尾，固定0xFF：1字节】
七、插入元素
插入元素主要用到的方法为：ziplistInsert【返回参数为压缩列表的首地址】
步骤：
- 将元素内容编码
- 重新分配空间
- 复制数据
将元素内容编码
含义：将元素内容编码就是计算 previous_entry_length 字段、 encoding 字段、 content 字段的内容。
计算前一个元素的长度又根据插入位置分为三种情况：
- P0【插入第一个元素】 ：即不存在前一个元素，则 previous_entry_length 为0。
- P1【插入列表中间】 ：则entryX+1储存的 previous_entry_length 就是entryX元素的长度，也就是我们需要的长度。
- P1【插入列表末尾】 ：则需要进行解码操作，参考上面的解码步骤
重新分配空间
首先定义几个变量：
- curlen ：插入元素前列表的长度
- reqlen ：新插入元素的长度
- nextdiff ：entryX+1元素长度的变化
- forcelarge ：标识当nextdiff=4而reqlen<4的情况
PS：需要考虑连锁更新的情况~
详见书本解释~
数据复制
含义：插入元素以后，插入点之后的元素都要向后进行移动，此时底层实现为复制元素到新的内存地址上。
几个名词：
- 偏移量 ：待插入元素entryNew的长度
- 移动的数据块长度 ：插入位置P后所有元素长度之和 + nextdiff
PS：数据移动之后还需要更新entryX+1元素的 previous_entry_length 字段
八、删除元素
删除元素主要用到的方法为：ziplistDelete【返回参数为压缩列表的首地址】
步骤：
- 计算待删除元素的总长度
- 复制数据
- 重新分配空间
PS：新增元素是从新分配空间小于指针指向的空间时，可能会出现问题；而删除元素时，内存空间是肯定减小的，但是由于是先复制数据再发分配空间，则多余空间的数据已经复制好了，所以从新分配空间就不会产生这个问题。
九、遍历压缩列表
向前遍历：
- 通过 previous_entry_length 字段可以计算前一个元素的首地址，则相对容易遍历
向后遍历：
- 解码当前元素
- 计算当前元素长度
- 获取到最后一个元素的首地址
十、连锁更新
连锁更新其实很好理解，就是更新一个元素的同时引发其他元素的同时更新，这种现象就叫连锁更新：
我们可以看到，当在以下两种情况：
- P1位置删除entryX元素
- P2位置插入entryY元素
都会导致连锁更新的发生，为什么呢？
P1位置删除entryX元素
① 删除前，entryX的长度是128字节，所以entryX+1的 previous_entry_length 字段只需要1个字节就可以储存。
② 但是当删除了entryX元素时，entryX+1的前一个元素变成了entryX-1，而entryX-1的长度为512字节，所以此时entryX+1的 previous_entry_length 字段需要用5个字节来储存
③ entryX+1的 previous_entry_length 字段从1个字节变成5个字节以后，entryX+1的长度变成257字节，同时引发entryX+2也需要去改变它的 previous_entry_length 字段长度，从而引发连锁更新...
P2位置插入entryY元素
与上面类似，就不再过多描述了。