redis的zset数据结构底层实现——跳表

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作者：lee4007
来源：掘金
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zset的两种实现方式

• ziplist：满足以下两个条件的时候
  • 元素数量少于128的时候
  • 每个元素的长度小于64字节
• skiplist：不满足上述两个条件就会使用跳表，具体来说是组合了map和skiplist
  • map用来存储member到score的映射，这样就可以在O(1)时间内找到member对应的分数
  • skiplist按从小到大的顺序存储分数
  • skiplist每个元素的值都是[score,value]对

skiplist原理：

普通有序链表的插入需要一个一个向前查找是否可以插入，所以时间复杂度为O(N)，比如下面这个链表插入23，就需要一直查找到22和26之间。

如果节点能够跳过一些节点，连接到更靠后的节点就可以优化插入速度：

在上面这个结构中，插入23的过程是

• 先使用第2层链接head->7->19->26，发现26比23大，就回到19
• 再用第1层连接19->22->26，发现比23大，那么就插入到26之前，22之后

skiplist过程：

1. 查找过程

对于zrangebyscore命令：score作为查找的对象，在跳表中跳跃查询，就和上面skiplist的查询一样

2. 插入过程

zadd [zset name] [score] [value]：

• 在map中查找value是否已存在，如果存在现需要在skiplist中找到对应的元素删除，再在skiplist做插入
• 插入过程也是用score来作为查询位置的依据，和skiplist插入元素方法一样。并需要更新value->score的map

如果score一样怎么办？根据value再排序，按照顺序插入

3. 删除过程

zrem [zset name] [value]：从map中找到value所对应的score，然后再在跳表中搜索这个score,value对应的节点，并删除

4. 排名是怎么算出来的

zrank [zset name] [value]的实现依赖与一些附加在跳表上的属性：

• 跳表的每个元素的Next指针都记录了这个指针能够跨越多少元素，redis在插入和删除元素的时候，都会更新这个值
• 然后在搜索的过程中按经过的路径将路径中的span值相加得到rank