Redis数据结构——skiplist

跳跃表(skiplist)是一种有序数据结构，它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，还可以通过顺序性操作批量处理节点。
 
 在大部分情况下，跳跃表的效率可以和平衡树相媲美，并且因为跳跃表的实现比平衡数要来得更为简单，所以有不少程序都使用跳跃表来代替平衡树。
 
 redis 使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一，如果一个有序集合包含的元素数量比较多，又或者有序集合中元素的成员(member)是比较长的字符串时，Redis就会使用跳跃表作为有序集合键的底层实现。

 和链表，字典等数据结构被广泛地应用在Redis内部不同，Redis只有两个地方用到了跳跃表，一个是实现有序集合键，另一个是在集群节点中用作内部数据结构，除此之外，跳跃表在Redis里面没有其他用途。

/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
typedef struct zskiplistNode {
    robj *obj; //成员对象
    double score; //分值
    struct zskiplistNode *backward; //后退指针
    struct zskiplistLevel {  //层
        struct zskiplistNode *forward; //前进指针
        unsigned int span; //跨度
    } level[];
} zskiplistNode;

typedef struct zskiplist {
    struct zskiplistNode *header, *tail; //header:指向跳跃表的表头节点，tail :指向跳跃表的表尾节点
    unsigned long length;  //记录跳跃表的长度，也即是，跳跃表目前包含节点的数量(表头节点不计算在内)
    int level; //记录目前跳跃表内，层数最大的那个节点的层数(表头节点的层数不计算在内)
} zskiplist;

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

    hearder和tail 指针分别指向跳跃表的表头和表尾节点，通过这两个指针，程序定位表头节点和表尾节点的复杂度为O（1）。

    通过使用length属性来记录节点的数量，程序可以在O（1）复杂度内返回跳跃表的长度。

总结：

    跳跃表是有序集合的底层实现之一。

    Redis的跳跃表实现由zskiplist 和zskiplistNode两个结构组成，其中zskiplist用于保存跳跃表信息(比如表头节点，表尾节点，长度)，而zskiplistNode 则用于表示跳跃表节点。

    每个跳跃表节点的层高都是1至32之间的随机数。

    在同一个跳跃表中，多个节点可以包含相同的分值，但每个节点的成员对象必须是唯一的。

   跳跃表中的节点按照分值大小进行排序，当分值相同时，节点按照成员对象的大小进行排序。