Redis的列表对象（list object）底层实现之一就是链表。

1. 当一个列表键包含了数量比较多的元素，又或者列表中包含的元素都是比较长的字符串时，Redis会使用链表作为列表键的底层实现。

2. 当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Ｒedis就会使用压缩列表来做列表键的实现。（压缩列表具体查看https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/26227849/notes/29027201）

 当列表对象可以同时满足以下俩个条件时，列表对象使用ziplist编码：
   * 列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节；
   * 列表对象保存的元素数量小于512个；不能呢满足这两个条件的列表需要使用linkedlist编码。

链表

链表在redis中的使用：除了链表键之外,发布与订阅、慢查询、监视器等功能也用到了链表,Redis 服务器
本身还使用链表来保存多个客户端的状态信息,以及使用链表来构建客户端输出缓冲区
(output buffer)

• 链表和链表节点的实现：
  listNode 结构:

  typedef struct listNode {
    // 前置节点
    struct listNode * prev;
    // 后置节点
    struct listNode * next;
    // 节点的值
    void * value;
  } listNode;

    list 结构:

  typedef struct list {
    // 表头节点
    listNode * head;
    // 表尾节点
    listNode * tail;
    // 链表所包含的节点数量
    unsigned long len;
    // 节点值复制函数
    void * ( * dup)(void * ptr);
    // 节点值释放函数
    void ( * free)(void * ptr);
    // 节点值对比函数
    int ( * match)(void * ptr,void * key);
  } list;

list 结构为链表提供了表头指针 head、表尾指针 tail,以及链表长度计数器 len,
而 dup、free 和 match 成员则是用于实现多态链表所需的类型特定函数:

• dup 函数用于复制链表节点所保存的值;
• free 函数用于释放链表节点所保存的值;
• match 函数则用于对比链表节点所保存的值和另一个输入值是否相等。

图 3-2 是由一个 list 结构和三个 listNode 结构组成的链表。

3-2.png

特别注意：redid中list结构表头指针 head、表尾指针 tail并不指向NULL的listNode

Redis 的链表实现的特性可以总结如下：

双端： 链表节点带有 prev 和 next 指针， 获取某个节点的前置节点和后置节点的复杂度都是 O(1) 。
无环： 表头节点的 prev 指针和表尾节点的 next 指针都指向 NULL ， 对链表的访问以 NULL 为终点。
带表头指针和表尾指针： 通过 list 结构的 head 指针和 tail 指针， 程序获取链表的表头节点和表尾节点的复杂度为 O(1) 。
带链表长度计数器： 程序使用 list 结构的 len属性来对 list 持有的链表节点进行计数， 程序获取链表中节点数量的复杂度为 O(1) 。
多态： 链表节点使用 void* 指针来保存节点值， 并且可以通过 list 结构的 dup 、 free 、 match 三个属性为节点值设置类型特定函数， 所以链表可以用于保存各种不同类型的值。

因此，redis列表对象的适用场景也就是链表的适用场景：

1）数据量较小

2）不需要预先知道数据规模

3）适应于频繁的插入操作

缺点：
     查找效率偏低，只能使用顺序查找

重点回顾：

• 链表被广泛用于实现 Redis 的各种功能,比如列表键、发布与订阅、慢查询、监视
  器等。
• 每个链表节点由一个 listNode 结构来表示,每个节点都有一个指向前置节点和后
  置节点的指针,所以 Redis 的链表实现是双端链表。
• 每个链表使用一个 list 结构来表示,这个结构带有表头节点指针、表尾节点指针,
  以及链表长度等信息。
• 因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向 NULL,所以 Redis 的链
  表实现是无环链表。
• 通过为链表设置不同的类型特定函数,Redis 的链表可以用于保存各种不同类型的值。

压缩列表

当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Ｒedis就会使用压缩列表来做列表键的实现

demo

redis>RPUSH lst 1 3 5 10086 "hello" "world"
(interger) 6

redis>OBJECT ENCODING lst
"ziplist"

 2.当一个哈希键只包含少量键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Ｒedis就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现。

redis>HMSET profile "name" "Jack" "age" 28 "job" "Programmer"
OK
redis >OBJECT ENCODING profile
"ziplist"

压缩列表是 Redis 为了节约内存而开发的， 由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型（sequential）数据结构。

一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry）， 每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

图 7-1 展示了压缩列表的各个组成部分， 表 7-1 则记录了各个组成部分的类型、长度、以及用途。

7-1.png

表 7-1 压缩列表各个组成部分的详细说明

图 7-2 展示了一个压缩列表示例：

• 列表 zlbytes 属性的值为 0x50 （十进制 80）， 表示压缩列表的总长为 80 字节。
• 列表 zltail 属性的值为 0x3c （十进制 60）， 这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针 p ， 那么只要用指针 p 加上偏移量 60 ， 就可以计算出表尾节点 entry3 的地址。

• 列表 zllen 属性的值为 0x3 （十进制 3）， 表示压缩列表包含三个节点。

  
  
  7-2.png

图 7-3 展示了另一个压缩列表示例：

• 列表 zlbytes 属性的值为 0xd2 （十进制 210）， 表示压缩列表的总长为 210 字节。
• 列表 zltail 属性的值为 0xb3 （十进制 179）， 这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针 p ， 那么只要用指针 p 加上偏移量 179 ， 就可以计算出表尾节点 entry5 的地址。

• 列表 zllen 属性的值为 0x5 （十进制 5）， 表示压缩列表包含五个节点。

  
  
  7-3.png

entryX的构成

每个压缩列表节点都由 previous_entry_length 、 encoding 、 content 三个部分组成， 如图 7-4 所示。

7-4.png

节点的 previous_entry_length 属性以字节为单位， 记录了压缩列表中前一个节点的长度。

节点的 encoding 属性记录了节点的 content 属性所保存数据的类型以及长度

节点的 content 属性负责保存节点的值， 节点值可以是一个字节数组或者整数， 值的类型和长度由节点的 encoding 属性决定。

• 如果前一节点的长度小于 254 字节， 那么 previous_entry_length 属性的长度为 1 字节： 前一节点的长度就保存在这一个字节里面。
• 如果前一节点的长度大于等于 254 字节， 那么 previous_entry_length 属性的长度为 5 字节： 其中属性的第一字节会被设置为 0xFE （十进制值 254）， 而之后的四个字节则用于保存前一节点的长度。

图 7-8 展示了一个从表尾节点向表头节点进行遍历的完整过程：

首先，我们拥有指向压缩列表表尾节点 entry4 起始地址的指针 p1 （指向表尾节点的指针可以通过指向压缩列表起始地址的指针加上 zltail 属性的值得出）；
通过用 p1 减去 entry4 节点 previous_entry_length 属性的值， 我们得到一个指向 entry4 前一节点 entry3 起始地址的指针 p2 ；
通过用 p2 减去 entry3 节点 previous_entry_length 属性的值， 我们得到一个指向 entry3 前一节点 entry2 起始地址的指针 p3 ；
通过用 p3 减去 entry2 节点 previous_entry_length 属性的值， 我们得到一个指向 entry2 前一节点 entry1 起始地址的指针 p4 ， entry1 为压缩列表的表头节点；
最终， 我们从表尾节点向表头节点遍历了整个列表。

7-8.png

列表命令的实现

因为列表键的值为列表对象， 所以用于列表键的所有命令都是针对列表对象来构建的， 表 8-8 列出了其中一部分列表键命令， 以及这些命令在不同编码的列表对象下的实现方法。

表 8-8 列表命令的实现