Redis跳表介绍
mhr18 2024-11-22 17:37 21 浏览 0 评论
跳表的诞生可以简单用下面的例子来看：假设一个有序链表，查询某个节点的时间复杂度是O（n），那接下来在链表上层再建立一条链表，每两个结点提取一个结点到上一级，形成L1级缓存链表，如下：
这样当我们要找寻8时，先通过L1索引链表找到7，然后在向下一级链表遍历就找了8，这比直接遍历链表的效率提高了不少，同理，再添加一级L2索引，如图：
查找8的时候先从L2级索引链表开始遍历，遍历的节点个数进一步减少，查找的时间复杂度比单纯的链表遍历进一步提升。
以上是跳表的一个思想，实现起来不同的应用实现的方式不尽相同，这里看一下在Redis中是如何设计并实现跳表。
在Redis中，有序集合的实现方式采用了跳表。跳表是由zskiplistNode和skiplist两个结构定义,其中 zskiplistNode结构表示跳表节点, zskiplist结构则用于保存跳表节点的相关信息,比如节点的数量,以及指向表头节点和表尾节点的指针等等。结构图如下：
其中zskiplist和zskiplistNode结构如下：
typedef struct zskiplist {
// 头节点，尾节点
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 节点数量
unsigned long length;
// 目前表内节点的最大层数
int level;
} zskiplist;typedef struct zskiplistNode {
// member 对象
robj *obj;
// 分值
double score;
// 后退指针
struct zskiplistNode *backward;
// 层
struct zskiplistLevel {
// 前进指针
struct zskiplistNode *forward;
// 这个层跨越的节点数量
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;当一个节点插入时，首先要计算出这个节点所在的level数，这是一个概率型的数据结构，元素的插入层数是随机指定的。Willam Pugh在论文中描述了它的计算过程如下：
- 指定节点最大层数 MaxLevel，指定概率 p， 默认层数 lvl 为1
- 生成一个0~1的随机数r，若r<p，且lvl<MaxLevel ，则lvl ++
- 重复第 2 步，直至生成的r >p 为止，此时的 lvl 就是要插入的层数。
论文中生成随机层数的伪码：
具体的加入、删除等操作源码自行撸代码吧！
- 上一篇：有序链表升级版:跳表的基本原理
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