Redis | 跳跃表

最新推荐文章于 2024-07-28 21:08:41 发布

瘦弱的皮卡丘

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分类专栏： Redis 文章标签： redis 跳跃表什么是跳跃表 redis跳跃表

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Redis利用跳跃表实现有序集合，跳跃表由多个节点组成，通过skiplist结构进行管理，包括header和tail指针，以及level和length属性。节点包含层、前进指针、跨度、后退指针以及分值和成员对象。创建节点时随机确定层数，遍历和排名通过前进指针和跨度完成，成员按分值和字典序排序。

一、前言

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是比较长的字符串时， Redis就会使用跳跃表来作为有序集合键的底层实现。

Redis只在两个地方用到了跳跃表，一个是实现有序集合键，另一个是在集群节点中用作内部数据结构，除此之外，跳跃表在 Redis里面没有其他用途。

二、跳跃表的实现

仅靠多个跳跃表节点就可以组成一个跳跃表

typedef struct zskiplist{
    struct zkiplistNode* header;//表头节点
    struct zkiplistNode* tail;//表尾节点
    unsigned long length;//表中节点的数量
    int level;//表中层数最大的节点的层数
}zskiplist;

但通过使用一个 skiplis

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Redis-跳跃表（skip List）

养歌的博客

12-13

1万+

什么是跳跃表（skip list）跳表全称叫做跳跃表，简称跳表。跳表是一个随机化的数据结构，跳跃表（skiplist）是一个用于有序元素序列快速搜索的随机化的数据结构，由美国计算机科学家William Pugh发明于1989年，论文《Skip lists: a probabilistic alternative to balanced trees》中提出。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。是一种可以于平衡树媲美的层次化链表结构——查找、删除、添加等操作都可以在对数期望时间下

Redis中的跳跃表

weixin_72525373的博客

12-07

1174

对于单个链表来讲，即便链表中存储的数据是有序的，如果我们要向在其中查找某个数据，它只能从头到尾遍历链表。这样查找效率就会很低，时间复杂度会很高，达到了O(n)。如果我们想要提高其查询效率，可以考虑在链表上构建索引的方式，每两个节点提取一个节点到上级，我们把抽出来的那一级就叫做索引。这个时候，我们假设要查找节点8，我们可以心在索引层遍历，当遍历到索引层中值为7的节点时，发现下一个节点是9，那么要查找的节点肯定在这两个节点之间，我们下降到链表层继续遍历就找到了8这个节点。。

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Redis—跳跃表

weixin_43743711的博客

08-17

279

跳跃表

Redis的设计与原理(三)

honst211的博客

07-13

366

数据结构与对象——跳跃表跳跃表是一种有序的数据结构，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。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是比较长的字符串时，Redis就会使用跳跃表来作为有序集合键的底层实现。跳跃表是什么就不再详细介绍，需要的可以去看看数据结构中的跳跃表概念。跳跃表节点的代码 ...

Redis源码初探之数据结构-跳跃表

mlydaemon的专栏

01-19

4153

Redis中有两个地方用到了跳跃表，一个是有序集合键，一个是集群节点的内部数据结构。1.数据结构 /* ZSETs use a specialized version of Skiplists */ typedef struct zskiplistNode { sds ele;/**/用于存储字符串类型的数据 double score;/*排序分值*/ struct z...

Redis数据结构之跳跃表（SkipList）

Weirdo的博客

07-28

802

跳跃表（SkipList）是一种用于有序元素序列快速搜索的随机化的数据结构，由美国计算机科学家William Pugh于1989年在其论文《Skip lists: a probabilistic alternative to balanced trees》中提出。它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，以达到快速访问节点的目的。跳跃表可以看作是对单链表的一种优化，通过添加多级索引来提高查找效率。

【Redis】跳跃表、整数集合与压缩列表

weixin_45912201的博客

08-09

553

如果在一个多个连续的、长度介于250字节到253字节之间的节点e1至eN的压缩列表中将一个长度大于等于254字节的新节点new设置为压缩列表的表头结点，那么程序就会不断地对压缩列表执行空间重分配操作，直至eN为止。只要我们拥有了一个指向某个节点起始地址的指针，那么通过这个指针以及这个节点的previous_entry_length属性，程序就可以一直向前一个节点回溯，最终到达压缩列表的表头结点。，成员对象较小的节点会排在前面(靠近表头的方向)，而成员对象较大的节点则会排在后面(靠近表尾的方向)，...

Redis——跳跃表

qq_36763031的博客

07-03

839

Redis——跳跃表

redis之跳跃表

上吧,少年

05-21

588

昨天在阅读redis 设计与实现时,看到了跳跃表这种数据结构,所以今天就把redis源码关于跳跃表实现有序集合的部分读了一遍.

Redis--跳跃表

test的博客

11-29

585

什么是跳跃表* 跳跃表是一种有序的数据结构，它通过在每个节点中维持多个指向其他的几点指针，从而达到快速访问队尾目的。跳跃表的效率可以和平衡树想媲美了，最关键是它的实现相对于平衡树来说，代码的实现上简单很多。跳跃表用在哪说真的，跳跃表在 Redis 中使用不是特别广泛，只用在了两个地方。一是实现有序集合键，二是集群节点中用作内部数据结构。跳跃表原理我们先来看一下一张完整的跳跃表的图。（图...

Redis之跳跃表

sssxlxwbwz的博客

03-27

8397

一、概述跳跃表（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。如下，对于单个链表来讲，即便链表中存储的数据是有序的，如果我们要向在其中查找某个数据，它只能从头到尾遍历链表。这样查找效率就会很低，时间复杂度会很高，达到了O(n)。如果我们想要提高其查询效率，可以考虑在链表上构建索引的方式，每两个节点提取一个节点到上级，我们把抽出来的那一级就叫做索引，如下： ...

Redis跳跃表（SkipList）

旷野历程

12-22

1808

Redis跳跃表（SkipList）

聊聊Redis中的跳跃表

zsah2011的博客

06-20

1868

redis的跳跃表是由两部分构成。zskiplist和zskiplistNode，zskiplist结构用于保存跳跃表节点的相关信息、指向表头和表尾的指针，层级等。zskiplistNode表是跳跃表节点，有层级、数据、分值、后退指针（backward）BW等。

redis数据结构——跳跃表

bettyF的博客

09-02

698

跳跃表是一种有序的数据结构，它的平均时间复杂度是O(logN)，它通过在一个节点中维护多个指向其他节点的指针，达到快速查找和访问其他节点的目的。在redis中跳跃表只用在实现sorted set和集群节点中。下面来看看跳跃表的结构 typedef struct zskiplist { /* 节点指针，分别指向头节点和尾节点 */ struct zskiplistNode *...

【有料】Redis(2)——跳跃表

daobuxinzi的博客

09-04

1241

跳跃表（skiplist）是一种随机化的数据结构，由在论文中提出，是一种可以于平衡树媲美的层次化链表结构——查找、删除、添加等操作都可以在对数期望时间下完成，以下是一个典型的跳跃表例子：我们在上一篇中提到了 Redis 的五种基本结构中，有一个叫做有序列表 zset的数据结构，它类似于 Java 中的SortedSet和HashMap的结合体，一方面它是一个 set 保证了内部 value 的唯一性，另一方面又可以给每个 value 赋予一个排序的权重值 score，来达到排序的目的。

Redis学习(4)——跳跃表（skiplist）

H1517043456的博客

04-01

805

一，何为跳跃表跳跃表（skiplist）是一种有序的数据结构，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。它的效率可以媲美平衡树，跳跃表的平均复杂度O（logN）最坏情况复杂度O（N），并且其原理和代码都要比平衡树更加简单，因此很多地方多用跳跃表代替平衡树。二，在Redis中的应用 1，Redis使用跳跃表作为有序集合键的底层实现的数据结构之一。 1）当有...

跳跃表（redis版本3.0）

mst159的博客

04-15

224

跳跃表跳跃表（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(\log N) 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相媲美，并且因为跳跃表的实现比平衡树要来得更为简单，所以有不少程序都使用跳跃表来代替平衡树。 Redis 使用...

redis的跳跃表

最新发布

08-02

Redis中的跳跃表（Skiplist）是一种高效的有序数据结构，它通过多层索引来加速节点的查找过程。在Redis中，跳跃表主要用于实现有序集合（ZSet），当元素数量超过一定阈值时，Redis会使用跳跃表来替代压缩列表（ziplist）以提高性能[^2]。 ### 跳跃表的结构 Redis的跳跃表由两个主要的结构定义：`zskiplistNode` 和 `zskiplist`。`zskiplistNode` 结构表示跳跃表中的一个节点，每个节点包含一个元素值、一个分值（score），以及多个指向其他节点的指针。这些指针分布在不同的层级上，使得跳跃表能够快速地进行查找操作。`zskiplist` 结构则用于保存跳跃表的整体信息，如节点数量、指向表头和表尾节点的指针等[^3]。 ### 跳跃表的操作跳跃表支持高效的插入、删除和查找操作。这些操作的时间复杂度平均为O(log n)，最坏情况下为O(n)。跳跃表通过随机化算法来决定新节点的层数，从而保持跳跃表的平衡性。通常情况下，新节点的层数会以一定的概率递增，这样可以保证跳跃表的高度不会增长得太快，同时也能维持良好的查找效率。 ### 代码示例下面是一个简单的跳跃表节点结构的伪代码表示： ```c typedef struct zskiplistNode { // 节点的元素值 sds ele; // 节点的分值 double score; // 后退指针 struct zskiplistNode *backward; // 层数组，每个层都有一个前进指针和跨度 struct { struct zskiplistNode *forward; unsigned long span; } level[]; } zskiplistNode; typedef struct zskiplist { // 表头节点和表尾节点 struct zskiplistNode *header, *tail; // 表中节点的数量 unsigned long length; // 表中层数最大的节点的层数 int level; } zskiplist; ``` ### 应用场景跳跃表在Redis中的主要应用场景是实现有序集合。有序集合允许用户存储不重复的成员，并且可以根据成员的分值来进行排序。这非常适合需要维护一组有序数据的应用场景，例如排行榜、最近访问记录等。 ### 优缺点跳跃表的优点在于其查找、插入和删除操作的平均时间复杂度较低，且实现相对简单。此外，跳跃表还支持范围查询，这对于数据库和缓存系统来说是非常有用的特性。然而，跳跃表也有一些缺点，比如空间利用率不如平衡树高，因为每个节点可能需要存储多个指针。综上所述，Redis通过采用跳跃表这一数据结构，有效地提高了有序集合的操作效率，尤其是在处理大量数据时表现尤为出色。跳跃表的设计使得Redis能够在保证性能的同时，提供丰富的有序集合操作功能。