redis数据类型之zset(有序列表)

常规操作

127.0.0.1:6379> zadd score 95 zj 			#添加 zadd keyname score value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd score 90 jj
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd score 93 ly
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange score 0 -1    		#按score正序列出，参数区间为排名范围
1) "jj"
2) "ly"
3) "zj"
127.0.0.1:6379> zrevrange score 0 -1		#按score倒序列出，参数区间为排名范围
1) "zj"
2) "ly"
3) "jj"
127.0.0.1:6379> zcard score					#zset元素个数
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zscore score jj				#获取相应value的score
"90"
127.0.0.1:6379> zadd score 89.5  wxb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zscore score wxb
"89.5"
127.0.0.1:6379> zrank score ly				#获取相应value的排名
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrangebyscore score  91 95	#根据分值区间遍历zset
1) "ly"
2) "zj"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore score -inf 91 withscores		#根据区间（-∞，91）遍历zet,同时返回分值。int 代表无穷大。
1) "wxb"  
2) "89.5"
3) "jj"
4) "90"
127.0.0.1:6379> zrem score wxb				#删除相应value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange score 0 -1
1) "jj"
2) "ly"
3) "zj"

内部实现

zset即是一个set(保证内部value的唯一性),又对每个value赋予了一个score(代表value的排序权重)。其内部数据为“跳跃链表”，更具体的来说，zset的数据结构其实为hash+"跳跃链表"来实现的。

typedef struct zset{
     //跳跃表
     zskiplist *zsl;
     //字典
     dict *dice;
} zset;

hash的键保存元素的值，hash的值则保存元素的分值；跳跃表节点的 object 属性保存元素的成员，跳跃表节点的 score 属性保存元素的分值。
这两种数据结构会通过指针来共享相同元素的成员和分值，所以不会产生重复成员和分值，造成内存的浪费。
另外，当zset元素比较小且少时，其内部实现方式为ziplist(压缩表),此时每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，第二个节点保存元素的分值。并且压缩列表内的集合元素按分值从小到大的顺序进行排列，小的放置在靠近表头的位置，大的放置在靠近表尾的位置。

跳跃链表

跳跃链表主要用于排序，一般的链表能够快速的进行增删，但是定位能力比较弱，跳跃表就是为了将其定位能力提高，这种方式能够将定位的时间复杂度降到O(lg(n))。其原理如下：

元素，2，5，9，13，21，27，29，30，36，43.红色为其查找27的路径(即搜索路径)，并且在实际存储中，2所在内存只有一个并非这里的三个，上图是为了方便理解。这样在定位中就会快速些。其具体的内存结构如下：

其中每个kv代表每个元素，即k为元素值，v为分值。每个元素的层高不一样。越高的层所包含的元素越少。
随机层数
对于每个新添加的节点，都需要调用一个随机算法给它分配一个合理的层数（此处的合理一般是通过每层被分配上的概率来控制的），如随机算法得到的层数为3，则在该节点有三层，即第一层有该节点，第二层有该节点，第三层也有该节点。
插入过程
首先搜索插入点，在此过程中将得到“搜索路径”，然后创建新节点，再为其分配一个随机层数，最后将“搜索路径”上的节点和这个新节点通过前向后向指针串起来。当随机层数大于最大层数时，更新最大层数。
删除过程
删除过程与插入过程类型，注意最后也应该更新最大层数。
更新过程
更新是指值不变修改分值的情况，此时只需删除原有值再插入新值即可（有时更新分值并不会更改元素的相对位置，此时这么操作其实时更复杂了）。

另外，当值的分值相等时，Redis排序时还会对value进行排序。这是为了避免当所有的分值都相等时，对value的查找退化为O(n)。