Redis内部数据结构总结(5)skiplist
2016-11-02 00:02
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redis的sorted set 底层是由skiplist,dict,ziplist来实现的。
在reids.config中有两个配置
sorted set是一个有序集合,当数据较少时,sorted set是由一个ziplist来实现的。
当数据多的时候,sorted set是由一个zset来实现的,它包括dict和一个skiplist。其中dict用来查询data到score的关系,而skiplist用来根据score做范围查找。
这个配置的意思是当sorted set中的元素个数<data,score>的数目超过128即ziplist数据项超过256的时候。或者sorted set中插入的任意数据长度超过64的时候,sorted set从ziplist转为zset。
redis的skiplist是做了优化了的的跳跃表。
哈希表,平衡树和跳跃表都可以用来查询。其中平衡树和跳跃表有序,哈希表无序。因此哈希表上只能做单个的key查找。不能做范围查找。做范围查找的时候,平衡树比跳跃表复杂,平衡树的插入和删除可能会引发子树的调整,而redis改进后的跳跃表插入和删除只需要修改相邻节点的指针。
跳跃表是一个有序链表。传统的链表查找从头开始逐个查找,时间复杂度为O(n),插入数据会有相同的查找过程。跳跃表是在每隔2个节点之间增加指针,指针指向下下个节点,新增指针形成新的链表。并且可以以同样的方式增加指针形成第三层链表。这种方式提高了查询速度,上面每一层链表长度是下面一层的一半,查找起来类似二分查找,查找的复杂度降到了O(log n)。但是这种方式在增加和删除节点的时候要调整所有层的链表。而redis对跳跃表进行了改动,其skiplist的每个节点的层数是随机出来的,修改的时候只修改变动节点前后的指针,不需要对其他节点进行调整。这样就降低了插入和删除操作的复杂度,使其skiplist的性能优于平衡树。
而且,redis的skiplist的第一层链表是个双向链表,这样可以方便以倒序方式搜索。
例如:
zsccore,根据key查询score,由dict完成。时间复杂度为O(1) 。
zrevrank,查看key的排名,先由dict中由数据查到分数,再拿分数到skiplist中查出排名。时间复杂度为O(log n)。
zrevrange,查看排行榜,由ziplist完成。时间复杂度为O(log (n)+M),M为查询返回的元素个数。
下面是zset的定义:
skiplist的定义:
在reids.config中有两个配置
zset-max-ziplist-entries 128 zset-max-ziplist-value 64
sorted set是一个有序集合,当数据较少时,sorted set是由一个ziplist来实现的。
当数据多的时候,sorted set是由一个zset来实现的,它包括dict和一个skiplist。其中dict用来查询data到score的关系,而skiplist用来根据score做范围查找。
这个配置的意思是当sorted set中的元素个数<data,score>的数目超过128即ziplist数据项超过256的时候。或者sorted set中插入的任意数据长度超过64的时候,sorted set从ziplist转为zset。
redis的skiplist是做了优化了的的跳跃表。
哈希表,平衡树和跳跃表都可以用来查询。其中平衡树和跳跃表有序,哈希表无序。因此哈希表上只能做单个的key查找。不能做范围查找。做范围查找的时候,平衡树比跳跃表复杂,平衡树的插入和删除可能会引发子树的调整,而redis改进后的跳跃表插入和删除只需要修改相邻节点的指针。
跳跃表是一个有序链表。传统的链表查找从头开始逐个查找,时间复杂度为O(n),插入数据会有相同的查找过程。跳跃表是在每隔2个节点之间增加指针,指针指向下下个节点,新增指针形成新的链表。并且可以以同样的方式增加指针形成第三层链表。这种方式提高了查询速度,上面每一层链表长度是下面一层的一半,查找起来类似二分查找,查找的复杂度降到了O(log n)。但是这种方式在增加和删除节点的时候要调整所有层的链表。而redis对跳跃表进行了改动,其skiplist的每个节点的层数是随机出来的,修改的时候只修改变动节点前后的指针,不需要对其他节点进行调整。这样就降低了插入和删除操作的复杂度,使其skiplist的性能优于平衡树。
而且,redis的skiplist的第一层链表是个双向链表,这样可以方便以倒序方式搜索。
例如:
zsccore,根据key查询score,由dict完成。时间复杂度为O(1) 。
zrevrank,查看key的排名,先由dict中由数据查到分数,再拿分数到skiplist中查出排名。时间复杂度为O(log n)。
zrevrange,查看排行榜,由ziplist完成。时间复杂度为O(log (n)+M),M为查询返回的元素个数。
下面是zset的定义:
typedef struct zset { dict *dict; zskiplist *zsl; } zset;
skiplist的定义:
#define ZSKIPLIST_MAXLEVEL 32 #define ZSKIPLIST_P 0.25 typedef struct zskiplistNode { robj *obj; double score; struct zskiplistNode *backward; struct zskiplistLevel { struct zskiplistNode *forward; unsigned int span; } level[]; } zskiplistNode; typedef struct zskiplist { struct zskiplistNode *header, *tail; unsigned long length; int level; } zskiplist;
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