Redis学习笔记-QuickList

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 ziplist 和 linkedlist（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 prev 和 next 指针的内存开销。
2. 高性能：在列表的两端进行 PUSH 和 POP 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。

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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 ziplist 和 linkedlist 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：

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