[redis]redis系列四：跳跃表

跳跃表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(logN)、最坏O(N)复杂度的节点查找。

跳跃表的实现

跳跃表定义在server.h文件中，下图所示为一个跳跃表的示例：

上图中最左边的是zskiplist结构，右边四个是跳跃表节点(zskiplistNode结构)，跳跃表的结构定义如下：

// 跳跃表节点
typedef struct zskiplistNode {
    sds ele；
    double score;
    struct zskiplistNode *backward;
    struct zskiplistLevel {
        struct zskiplistNode *forward;
        unsigned long span;
    } level[];
} zskiplistNode;

各属性说明如下：

• score：跳跃表节点的分值；
• level：是一个数组，数组中每个元素有一个指向表结尾方向某个节点的指针(forward)和当前节点与forward节点的跨度(span)，如上图所示，肩头上的数字表示跨度；
• backward：后退指针，上图所示中BW字样标记节点的后退指针，它指向位于当前节点的前一个节点，后退指针在程序从表尾向表头遍历时使用；
• ele：节点保存的成员对象(sds是char *)；

zskiplist结构的定义如下：

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

各属性说明如下：

• header：指向跳跃表的表头节点；
• tail：指向跳跃表的表尾节点；
• level：记录目前跳跃表内，层数最大的那个节点的层数(表头结点不算)；
• length：记录跳跃表的长度，也即跳跃表目前包含节点的数量(表头节点不计算在内)；

注：表头结点和其他节点构造是一样的，表头结点也有后退指针、分值和成员对象，不过表头结点的这些属性都不会用到

跳跃表从表头节点开始以跨度为1向表尾方向前进即可遍历整个跳跃表。跨度可以用来计算排位：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跳跃表中的排位。

跳跃表中的所有节点都是按照分值从小到大排序的，同一个跳跃表中，各个节点保存的成员对象必须是唯一的，但多个节点保存的分值却可以是相同的，分值相同的节点将按照成员对象在字典中的大小来排序，成员对象较小的节点会排在前面(靠近表头方向)，而成员对象较大的节点则会排在后面(靠近表尾方向)。