redis学习之四skiplist

之前相关联文章:
redis学习之一SDS
redis学习之二链表
redis学习之三字典
一 经典的skiplist
我们先来看看skiplist的一张示意图:
redis学习之四skiplist
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这是在一个有序列表{3,7,11,19,22,26,37}里查找23这个值的一个过程,它是从头节点的最上层开始,经过每个层的比较判断来进行节点的定位。
skiplist特性:

  1. 由多层组成。
  2. 每一层都是有序的链表。
  3. 最底层(Level 1)的链表包含所有元素。
  4. 如果一个元素出现在 Level i 的链表中,则它在 Level i 之下的链表也都会出现。
  5. 每个节点包含两个指针,一个指向同一链表中的下一个元素,一个指向下面一层的元素。
skiplist是一种有序数据结构,支持平均O(logN)、最坏O(n)复杂度的节点查找,其效率不低于平衡树,且skiplist的实现较于平衡树实现要更简单。redis使用skiplist主要是在有序集合里。
【redis学习之四skiplist】skiplist定义
typedef struct zskiplist{ //表头节点和表尾节点 struct zskiplistNode *header,*tail; //表中节点数量 unsigned long length; //最大节点层数 int level; }zskiplist;

二 redis里skiplist
redis里skiplist定义:
typeof struct zskiplistNode{ //后退节点,当前节点指向的前一个节点,从后向前遍历时使用 struct zskiplistNode *backward; //分值 double score; //成员对象 robj *obj; //层 strcut zskiplistLevle{ //前进指针 struct zskiplistNode *forward; //跨度 unsigned int span; }level[]; }zskiplistNode;

redis学习之四skiplist
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说明:图中是redis里使用经过改造过的skiplist,BW是后退指针;1.0/2.0/3.0是分值;o1/o2/o3是对象。
redis里的skiplist与经典的skiplist之间的比较,有如下特点:
  1. 分数(score)允许重复,也就是skiplist的key是充许重复的。
  2. 大比较过程中,需要比较score也需要比较数据本身。score相同时,数据本身是按字典有序的。
  3. 第一层是一个双向链表,方便由后向前遍历。
  4. 跨度span是用来计算排位(rank)的:在查找某个节点的过程中,将沿途访问过的所有层的跨度累计起来,得到的结果就是目标节点在skiplist中的排位。
三 redis里的sorted set
Redis中的sorted set,是在skiplist, dict和ziplist基础上构建起来的:
  1. 当数据较少时,sorted set是由一个ziplist来实现的。
  2. 当数据多的时候,sorted set是由一个叫zset的数据结构来实现的,这个zset包含一个dict + 一个skiplist。dict用来查询数据到分数(score)的对应关系,而skiplist用来根据分数查询数据(可能是范围查找)。
本文参考的有:
黄健宏的《Redis设计与实现》一书
张铁蕾关于skiplist的文章
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