学习笔记-Redis设计与实现-跳跃表

Posted 2020-08-30

• 跳跃表(skiplist)是一种有序数据结构，它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。

• Redis使用跳跃表作为有序结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就会使用跳跃表来作为有序集合见的底层实现。

5.1 跳跃表的实现

• zskiplist结构，包含以下属性：

1. header：指向跳跃表的表头节点

2. tail：指向跳跃表的表尾节点。

3. level：记录目前跳跃表内，层数最大的哪个节点的层数(表头节点的层数不计算在内)。

4. length：记录跳跃表的长度，即，跳跃表目前包含节点的数量(表头节点不计算在内)。

• zskiplistNode结构，包含以下属性：

1. 层(level)：每个层都带有两个属性：前进指针和跨度。前进指针用于访问位于表尾的其他方向的其他节点，而跨度则记录了前进指针所指向节点和当前节点的距离。

2. 后退(backward)指针：节点中用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。

3. 分值(score)：在跳跃表中，节点按各自所保存的分值从小到大排列。

4. 成员对象(obj)

5. 表头节点和其他节点的构造时一样的。

5.2 跳跃表API

5.3 重点回顾

• 跳跃表是有序集合的底层实现之一。

• Redis的跳跃表实现zskiplist和zskiplistNode两个结构组成，其中zskiplist用于保存跳跃表信息，而zskiplistNode则用于表示跳跃表节点。

• 每个跳跃表节点的层高都是1至32之间的随机数。

• 在同一个跳跃表中，多个节点可以包含相同的分值，但每个节点的成员对象必须是唯一的。

• 跳跃表中的节点按照分值大小进行排序，当分值相同时，节点按照成员对象的大小进行排序。

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