Redis就会使用跳表来作为有序集合键的底层

33 跳跃表跳跃表(skiplist)是一种有序数据结构，他通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目的。跳跃表支持平均O(logN),最坏O(N)复杂度的节点查找，还可以通过顺序性操作来批量处理节点。在大部分情况下，跳跃表的效率可以和平衡树媲美，并且因为跳跃表的实现比平衡树要来得更为简单，所以有不少程序都直接使用跳跃表来代替平衡树。Redis使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一，如果一个有序集合包含的元素数量比较多，又或者有序集合中元素的成员（member）是比较长的字符串时，Redis就会使用跳表来作为有序集合键的底层实现。和链表、字典等数据结构被广泛应用在Redis内部不同，Redis只在两个地方用到了跳跃表，一个是有序列键集合，另一个是在集群节点中用作内部数据结构，除此之外，跳表在Redis里面每有其他用途。跳跃表实现跳跃表的实现由redis.hzskiplistNode和redis.hzskiplist两个结构定义，其中zskiplistNode结构用于表示跳跃表节点。zskiplist结构则用于保存跳跃表节点的相关信息，比如节点数量，以及指向表头节点和表尾节点的指针。如图展示了一个跳跃表示例，位于图片最左边的是zskiplist结构，该结构包含以下属性。header：指向跳跃表的表头节点tail:指向跳跃表的表尾节点level:记录目前跳跃表的长度，跳跃表目前包含节点的数量。位于zskiplist结构右方的是4个zkskiplistNode结构，该结构包含以下属性。层（level）：节点中用L1,L2,L3等字样标记节点的各个层，L1代表第一层，L2代表第二层，以此类推。每个层都带有两个属性，前进指针和跨度。前进指针用户访问位于表尾方向的其他节点，而跨度则记录了前进指针所指向节点和当前节点的距离。在上面的图片中，连接上带有数字的箭头就代表前进指针，而那个数字就是跨度。当程序从表头向表尾遍历时，访问会沿着层的前进指针进行。后退（backward）：节点用BW字样标记节点的后退指针，它指向位于当前节点的前一个节点。后退指针在程序从表尾向表头遍历时使用。分值（score）：每个节点中的1.0、2.0、3.0是节点所保存的分值。在跳跃表中，节点按照各自所保存的分值从小到大排列。成员对象（obj）：各个节点中的o1,o2和o3是节点所保存的成员对象。跳跃表节点跳跃表节点的实现由redis.hzskiplistNode定义：typedef struct zskiplistNode{ struct zskiplistLevel{ struct zskiplistNode *forward; unsigned int span; }level[]; struct zskiplistNode *backward; double socre; robj *obj; }zskiplistNode1.层跳跃表节点的level数组可以包含多个元素，每个元素都包含一个指向其他节点的指针，程序可以通过这些层来加快访问其他节点的速度，一般来说，层的数量越多，访问其他节点的速度就越快。每创建一个新跳跃节点的时候，程序根据幂次定律(power law,越大的数出现的概率越小)随机生成一个介于1和32之间的值作为level数组的大小，这个大小就是层的高度。2.前进指针每个层都有一个指向表尾方向的前进指针，用于从表头向表尾方向访问节点。3.跨度层的跨度用于记录两个节点之间的距离：两个节点之间的跨度越大，他们相距就越远。指向NULL的所有前进指针的跨度都为0，因为他们实际上没有连向任何节点。4.后退指针节点的后退指针用于从表尾向表头方向访问节点：跟可以一次跳过多个节点的前进指针不同。因为每个节点只有一个后退指针，所以每次只能后退至前一个节点。5.分值和成员节点的分值(score)是一个double类型的浮点数，跳跃表中的所有节点都按分值从小到大来排序。节点的成员对象(obj属性)是一个指针，它指向一个字符串对象。而字符串对象则保存着一个SDS值。在同一个跳跃表中，各个节点保存的对象成员必须是唯一的，但是多个节点保存的分值却可以是相同的:分值相同的节点按照成员对象在字典中的大小进行排序，成员对象较小的节点会排在前面。而成员对象较大的节点会排在后面。跳跃表仅靠多个跳跃表节点就可以组成一个跳跃表但是使用一个zkskiplist结构来持有这些节点，程序可以更方便地对整个跳跃表进行处理。比如快速访问跳跃表节点的表头节点和表尾节点，或者快速地获取表节点的数量。zskiplist结构定义如下：typedef struct zskiplist{ struct zskiplistNode *header, *tail, unsigned long length; int level; }zskiplistheader和tail指针分别指向跳跃表的表头和表尾节点，通过这两个指针，程序定位表头节点和表尾节点的复杂度为O（1）。通过使用length属性来记录节点的数量，程序可以在O(1)复杂度内返回跳跃表的长度。level属性则用在O(1)复杂度内获取跳跃表中层最大的那个节点的层数量。 Redis内部数据结构详解之跳跃表(skiplist) 一、跳跃表简介 跳跃表是一种随机化数据结构，基于并联的链表，其效率可以比拟平衡二叉树，查找、删除、插入等操作都可以在对数期望时间内完成，对比平衡树，跳跃表的实现要简单直观很多。 以下是一个跳跃表的例图... Redis源码剖析和注释（四）--- 跳跃表(skiplist) Redis 跳跃表(skiplist)1. 跳跃表（skiplist）介绍 定义：跳跃表是一个有序链表，其中每个节点包含不定数量的链接，节点中的第i个链接构成的单向链表跳过含有少于i个链接的节点。 跳... 【从下而上学习Redis】数据结构篇（一）：跳跃表（skiplist） 描述 跳跃表（skiplist）是对有序的链表增加上附加的前进链接，增加是以随机化的方式进行的，所以在列表中的查找可以快速的跳过部分列表(因此得名)。... 浅析SkipList跳跃表原理及代码实现 SkipList在leveldb以及lucence中都广为使用，是比较高效的数据结构。由于它的代码以及原理实现的简单性，更为人们所接受。我们首先看看SkipList的定义，为什么叫跳跃表？ “ ... skiplist 跳跃表详解及其编程实现 skiplist介绍 跳表(skip List)是一种随机化的数据结构，基于并联的链表，实现简单，插入、删除、查找的复杂度均为O(logN)。跳表的具体定义， 请参考参考维基百科 点我，中文版。跳... 【算法导论33】跳跃表（Skip list）原理与java实现 WiKiSkip list是一个用于有序元素序列快速搜索的数据结构，由美国计算机科学家William Pugh发明于1989年。它的效率和红黑树以及 AVL 树不相上下，但实现起来比较容易。作者Wil... 浅析SkipList跳跃表原理及代码 浅析SkipList跳跃表原理及代码 SkipList在leveldb以及lucence中都广为使用，是比较高效的数据结构。由于它的代码以及原理实现的简单性，更为人们所接受。我们... 跳跃表（Skip List）的实现及测试 C++实现 skipnode.h头文件：#include using namespace std; struct skipnode表示一个结点的结构体 { int data;元素的值 int le... Redis为什么用跳表而不用平衡树？ Redis为什么用跳表而不用平衡树？ Redis里面使用skiplist是为了实现sorted set这种对外的数据结构。sorted set提供的操作非常丰富，可以... HashMap跳表（SkipList）红黑树比较及ConcurrentSkipListMap源码解析 csdn.netsunxianghuangarticledetails52221913 转载地址：http:sunxianghuangarticledet...