【Redis 源码】5zskiplist跳跃表

1 数据结构说明

Sorted Set 的主要数据结构之一，负责根据元素的分数进行排序和提供快速访问。

主要方法在 t_zset.c 文件中

2 数据结构

/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
typedef struct zskiplistNode {
   
    sds ele;
    double score;
    struct zskiplistNode *backward;
    struct zskiplistLevel {
   
        struct zskiplistNode *forward;
        unsigned long span;
    } level[];
} zskiplistNode;

typedef struct zskiplist {
   
    struct zskiplistNode *header, *tail;
    unsigned long length;
    int level;
} zskiplist;

typedef struct zset {
   
    dict *dict;
    zskiplist *zsl;
} zset;

zskiplistNode 结构体

• sds ele: 一个动态字符串（Simple Dynamic String），用于存储节点的实际元素值。
• double score: 一个双精度浮点数，表示节点的分数，这是用来排序的关键值。
• struct zskiplistNode *backward: 指向当前节点的前一个节点的指针，用于在跳跃表中反向遍历。
• struct zskiplistLevel level[]: 这是一个变长数组，每个元素都是一个 zskiplistLevel 结构体，代表跳跃表的一个层级。数组的大小取决于跳跃表的层数。

zskiplistLevel 结构体

• struct zskiplistNode *forward: 指向当前层级下一个节点的指针。
• unsigned long span: 表示从当前节点到 forward 节点之间跨越了多少个节点（包括 forward 节点本身）。

zskiplist 结构体

• struct zskiplistNode *header, *tail: 分别指向跳跃表的头节点和尾节点。头节点通常是一个虚拟节点，它不存储实际的数据。
• unsigned long length: 记录跳跃表中的节点数量。
• int level: 当前跳跃表的最大层数。

zset 结构体

• dict *dict: 一个字典，用于存储元素到分数的映射，并保证元素的唯一性。字典的键是元素（ele），值是分数（score）。
• zskiplist zsl: 一个跳跃表，用于根据分数对元素进行排序。跳跃表中的每个节点都包含了一个元素及其对应的分数。

3 核心代码

zslCreate 创建跳表

zskiplist *zslCreate(void) {
   
    int j;
    zskiplist *zsl;
 	// 分配内存给 zskiplist 结构体
    zsl = zmalloc(sizeof(*zsl));
    // 初始化跳跃表的层数为 1
    zsl->level = 1;
    zsl->length = 0;
     // 创建一个虚拟头节点，其层级为 ZSKIPLIST_MAXLEVEL，分数为 0，元素为 NULL
    zsl->header = zslCreateNode(ZSKIPLIST_MAXLEVEL,0,NULL);
    // 初始化头节点的每一层
    for (j = 0; j < ZSKIPLIST_MAXLEVEL; j++) {
   
        zsl->header->level[j].forward = NULL;
        zsl->header->level