Redis中的跳躍表(Skip List)是一種有序數據結構,它通過維護多個指向其他節點的指針來實現快速訪問節點。下面是對Redis中跳躍表的詳細解釋:
跳躍表的結構
- 節點結構:跳躍表的每個節點都包含多個層(Level)。每一層都帶有兩個屬性:前進指針(Forward Pointer)和跨度(Span)。前進指針用于訪問位于表尾方向的其他節點,而跨度則記錄了前進指針所指向節點和當前節點的距離。
- 后退指針:除了前進指針和跨度,跳躍表的節點還包含一個后退指針(Backward Pointer),用于從表尾向表頭方向訪問節點。
- 分值和成員:跳躍表中所有節點都按分值(Score)從小到大排序。分值是一個double類型的浮點數,用于表示節點的排序位置。每個節點還包含一個成員(Member),用于存儲實際的數據。
跳躍表在Redis中的應用
Redis使用跳躍表作為有序集合鍵(Sorted Set)的底層實現之一。當有序集合包含的元素數量比較多,或者有序集合中元素的成員是比較長的字符串時,Redis就會選擇使用跳躍表來作為有序集合鍵的底層實現。
跳躍表的優點
- 搜索速度快:跳躍表支持平均O(logN)、最壞O(N)復雜度的節點查找。在大部分情況下,跳躍表的效率可以和平衡樹相媲美。
- 實現簡單:相比于平衡樹等數據結構,跳躍表的實現更為簡單。因此,有不少程序都選擇使用跳躍表來代替平衡樹。
- 支持范圍查詢:跳躍表支持按照分值范圍進行查詢,方便獲取指定范圍內的元素。
跳躍表的實現細節
在Redis中,跳躍表的實現由zskiplist
和zskiplistNode
兩個結構組成。zskiplistNode
用于表示跳躍表節點,而zskiplist
則用于保存跳躍表節點相關信息,如頭節點、尾節點、最大層數、長度等。
總結
Redis中的跳躍表是一種有序數據結構,它通過維護多個指向其他節點的指針來實現快速訪問節點。跳躍表在Redis中主要被用作有序集合鍵的底層實現之一,其優點包括搜索速度快、實現簡單和支持范圍查詢等。