Redis 的跳表运用及其实现原理(redis 跳表实现原理)

2023-05-13 14:49:17 redis 原理

Redis的跳表是一种哈希表的扩展,支持以O(logn)复杂度进行查找,支持按照score排序。与常见哈希表结构不同,它以分层有序的概念来组织节点,随着分层的深入,层与层之间的链表越来越短,score值越来越接近,有效的将查找的量减少,从而提高查找效率。

Redis跳表的插入、删除、查找等操作都是以O(logn)的复杂度进行处理的,这要比同等功能的常见哈希表来说要高效得多,因此Redis跳表经常被用于实现排行榜、搜索引擎等功能。

Redis跳表元素由以下组成:

– score:用于排序,唯一,非负值

– object:数据,可以是任何类型

– 前驱指针:指向前一个元素

– 后继指针:指向后一个元素

– 跳转表:该列表中存放着多级前驱指针,用于快速搜索,每一级表表一次跳过一定数量的元素

Redis跳表的查找原理是:先通过跳转表,从高到低的搜索比被搜索的score大的元素,找到第一个满足大小要求的元素时,就不再需要查找前面的元素了;如果找到的元素正好是搜索key值,则直接返回;否则就通过跳转元素所指向的后继链表,从低到高遍历搜索,找到第一个满足小于score要求的元素,就得到所查找的元素。

以下是C语言实现Redis跳表的示例代码:

“`c

#include

#define MAX_LEVEL 16 //Skip List最多层数

struct skiplistnode {

int score; //结点的score值

struct skiplistnode* forward[MAX_LEVEL]; //每一层的指针

};

/**

* 创建skiplist跳表

* @return skiplist跳表头

*/

struct skiplistnode* skiplist_create()

{

struct skiplistnode* head;

head=malloc(sizeof(*head)); //分配空间

head->score=0; //score值初始值设置为0

for(int i=0;i

head->forward[i]=NULL; //结点指针初始化为空

}

return head;

}

/**

* skiplist跳表插入操作

* @param head:跳表头

* @param score:要插入元素的score值

*/

void skiplist_insert(struct skiplistnode* head, int score)

{

//记录每层查找到的节点

struct skiplistnode* update[MAX_LEVEL];

struct skiplistnode* p = head;

//从头结点开始查找,找到每一层最后一个score小于插入score的节点

for (int i = MAX_LEVEL – 1; i >= 0; i–)

{

while (p->forward[i] && p->forward[i]->score

p = p->forward[i];

update[i] = p;

}

int level = rand() % MAX_LEVEL;//本次插入元素被分配到以level层

//分配新结点

p = malloc(sizeof(*p));

p->score = score;

//将新结点插入到查找到的更新节点的后面

for (int i = 0; i

{

p->forward[i] = update[i]->forward[i];

update[i]->forward[i] = p;

}

}


以上为Redis跳表的运用和实现原理,它可以有效减少查找时间,提高效率,能够应用于排行榜、搜索引擎等场景中。

相关文章