leveldb 源码分析 —— SkipList跳表

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VIP免费原创最新推荐文章于 2026-04-05 02:16:02 发布 1.2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

大白话解析LevelDB：SkipList（跳表） LevelDB使用SkipList作为有序集合的实现。相比于红黑树、B+Tree，SkipList的实现简单，写入操作高效，唯一的缺点是最坏情况下其读写的时间复杂度是O(N)。阅读详情

简介

leveldb 存取数据，都在用 MemTable 这个结构体，而 MemTable 核心在于 level::MemTable::Table，也就是 typedef SkipList<const char*, KeyComparator> level::MemTable::Table。 SkipList 看名字就知道，跳表，是一种数据结构，允许快速查询一个有序连续元素的数据链表。这是一种 “以空间换取时间” 的一种做法，值得注意的是，这些链表都是有序的。

关于这个跳表，我查了一下作者(William Pugh)给出的解析:

Skip lists are a data structure that can be used in place of balanced trees. Skip lists use probabilistic balancing rather than strictly enforced balancing and as a result the algorithms for insertion and deletion in skip lists are much simpler and significantly faster than equivalent algorithms for balanced trees.

跳表是平衡树的一种替代的数据结构，但是和红黑树不相同的是，跳表对于树的平衡的实现是基于一种随机化的算法的，这样也就是说跳表的插入和删除的工作是比较简单的。

也就是说核心在于随机算法，一个靠谱的随机算法对跳表是非常重要的。

现在我们来一边用代码加图解来分析一下跳表魅力！

跳表数据存储模型

跳表数据结构如下：

template <typename Key, typename Value>
class SkipList {
private:
    struct Node; // 声明节点结构体

public:
  explicit SkipList(); 

private:
  int level_;  // 跳表层数
  Node* head_; // 跳表头部节点列表
  unit32_t rnd_; // 随机数因子

  // 生成节点方法
  Node* NewNode(int level, const Key& key,  const Value& value);

  Node* FindGreaterOrEqual(const Key& key, Node** prev) const;

};

节点数据结构：

template <typename Key, typename Value>
struct SkipList<Key, Value>::Node {

  explicit Node(const Key& k, const Value& v) : key(k), value(v) {}

  Key key;  
  Value value;

  void SetNext(int i, Node* x);  
  Node* Next(int i)；

private:
  struct Node* forward_[1]; // 节点数组列表，这个比较重要，后面会详细介绍，如果不理解这个变量，就很难理解跳表了
}