Redis - 跳表

跳表是什么

跳表是在双向链表（什么是链表）之上加多层索引构成的，相对于双向链表，支持快速查找，更新，删除，所以适用于需求灵活的场景。

查找某一个数据时，先在索引里面查找出一个大的范围，然后再下降到原始链表中精确查找。

因为加一层索引后，查找一个结点需要遍历的次数减少了，所以查找效率大大提升。【空间换时间】

针对链表长度比较大的时候，构建索引查找效率的提升就会非常明显。

 

注意⚠️：第1层链表不是一个单向链表，而是一个有序的双向链表，为了方便以倒序方式获取一个范围内的元素。

跳表的特点

(1) 跳表结合了链表和类似二分查找的思想；

(2) 有很多层结构，由原始链表和一些通过“跳跃”生成的链表组成；

(3) 每一层都是一个有序的链表；

(4) 最底层(Level 1)的链表包含所有元素，越上层“跳跃”的越高，元素(索引)越少；

(5) 查找时从顶层向下，不断缩小搜索范围；

(6) 上层链表是下层链表的子序列；

(7) 每个节点包含两个指针，一个指向同一链表中的下一个元素，一个指向下面一层的元素。

跳表的搜索

　　链表是有序的，但不能使用二分查找（"类似"二分法）。类似二叉搜索树，我们把一些结点提取出来，作为索引。在实际开发中，原始链表中存储的可能是很大的对象，而索引结点只需要存储关键值和几个指针，其额外占用的空间可以被忽略掉。

　　注意：每隔两个节点往上提升一层建立索引只是理想情况，实际上是通过随机层数K(丢硬币决定 K，随机算法)来实现。 

 

跳跃表的实现

Redis的跳跃表由redis.h/zskiplistNode和redis.h/zskiplist两个结构定义，其中zskiplistNode结构用于表示跳跃表节点，而zskiplist结构则用于保存跳跃表节点的相关信息，比如节点的数量、指向表头结点和表尾系欸但的指针等。

 

跳表的时间复杂度

　　跳表各个操作的时间复杂度为：O(logn)。

跳表的应用

　　跳表最经典的应用就是在Redis中实现有序集合(ZSet)。

　　跳表在Redis中的唯一作用也就是对该数据类型的实现，但是除了使用跳表作为有序集类型的底层数据结构外，还使用了字典来构成有序集。

　　为什么使用跳表作为ZSet实现的索引，而不使用红黑树、B+树？（点击查看）