17- Redis 中的 quicklist 数据结构

在 Redis 3.0 之前，List 对象的底层数据结构是双向链表或者压缩列表，然后在 Redis 3.2 的时候，List 对象的底层改由 quicklist 数据结构实现。

其实 quicklist 就是【双向链表 + 压缩列表】组合，因为一个 quicklist 就是一个链表，而链表中的每个元素又是一个压缩列表。

在前面讲压缩列表的时候，提到过压缩列表的不足，虽然压缩列表是通过紧凑型的内存布局节省了内存开销，但是因为它的结构设计，如果保存的元素数量增加，或者元素变大了，压缩列表会有【连锁更新】的风险，一旦发生，会造成性能下降。

quicklist 解决办法，通过控制每个链表节点中的压缩列表的大小或者元素个数，来规避连锁更新的问题，因为压缩列表元素越少或越小，连锁更新带来的影响就越小，从而提供了更好的访问性能。

1. quicklist 结构设计

quicklist 的结构体跟链表的结构体类似，都包含了表头和表尾，区别在于 quicklist 的节点是 quicklistNode。

typedef struct quicklist {
    // quicklist 的链表头
    quicklistNode *head;
    // quicklist 的链表尾
    quicklistNode *tail;
    // 所有压缩列表中的总元素个数
    unsigned long count;
    // quicklistNode 的个数
    unsigned long len;
    ...
} quicklist;

接下来，是quicklistNode 的结构定义：

typedef struct quicklistNode {
    // 前一个 quicklistNode
    struct quicklistNode *prev;
    // 下一个 quicklistNode
    struct quicklistNode *next;
    // quicklistNode 指向的压缩列表
    unsigned char *zl;
    // 压缩列表的字节大小
    unsigned int sz;
    // 压缩列表的元素个数
    unsigned int count : 16;
    ...
} quicklistNode;

可以看到，quicklistNode 结构体里包含了前一个节点和下一个节点指针，这样每个 quicklistNode 形成了一个 双向链表，但是链表节点的元素不再是单纯保存元素值，而是保存了一个压缩列表，所以 quicklistNode 结构体里有个指向压缩列表的指针 *zl。

如下：

在向 quicklist 添加一个元素的时候，不会像普通的链表那样，直接新建一个链表节点，而是会检查插入位置的压缩列表是否能容纳该元素，如果能容纳就直接保存到 quicklistNode 结构里的压缩列表，如果不能容纳，才会新建一个新的 quicklistNode 结构。

quicklist 会控制 quicklistNode 结构里的压缩列表的大小或者元素个数，来规避潜在的连锁更新的风险，但是这并没有完全解决连锁更新的问题。