redis跳跃表

Redis使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一，同时Redis是在集群节点内用作内部数据结构。

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，以及指向表头节点和表尾节点的指针等等。

skiplist

对于zskiplist结构：

• header指向表头节点，tail指向表尾节点
• level表示当前跳跃表中，层数最大
  的那个节点的层数。（表头节点不算，层数指图中L的个数）
• length记录跳跃表长度，不计表头节点。

typedef struct zskiplist {
//表头节点和表尾节点
structz skiplistNode *header, *tail;
//表中节点的数量
unsigned long length;
//表中层数最⼤的节点的层数
int level;
} zskiplist;

zskiplistNode

对于zskiplistNode结构：

• level []：构成节点的各个层，每个层定义有两个属性：forward和span，代表前进指针和跨度，上图中箭头上的数字就是跨度，代表从这个层到另一个节点的层跨过的节点数。当程序从表头节点向后遍历时，会通过该指针访问下一个节点。
  • 每次创建⼀个新跳跃表节点的时候，程序都根据幂次定律（powerlaw，越⼤的数出现的概率越⼩）随机⽣成⼀个介于1和32之间的值作为level数组的⼤⼩，这个⼤⼩就是层的“⾼度”。
  • 一般来说，层越多，访问其他节点的速度越快。
  • level[x].forward
  • level[x].span
    • 跨度，用于记录两节点之间的距离，跨度是⽤来计算排位（rank）的：在查找某个节点的过程中，将沿途访问过的所有层的跨度累计起来，得到的结果就是⽬标节点在跳跃表中的排位。
• backward：后退指针。上图中BW即为后退指针，指向前一个节点。
  • 与前进指针一次性跳过多个节点不同，后退指针只能挨个后退，直到null结束。
• score：分值。是一个double浮点数，上图中1.0、2.0、3.0是当前节点保存的分值，节点在跳跃表中以该分值按序排列。
• obj：成员对象指针。各个节点保存的内容，上图中o1,o2,o3即为对象。
  • 指向字符串对象，字符串对象保存一个SDS值。
  • 在同一个跳跃表中，各节点保存的成员对象一定不相同，但分值可以相同，各节点按分值从小到大排列，分值相同的按成员对象在字典序中的大小排列。

typedef struct zskiplistNode {
	struct zskiplistNode *backward; // 后退指针
	double score; // 分度值
	robj *obj; // 成员对象
	struct zskiplistLevel {
		struct zskiplistNode *forward; // 前进指针
		unsigned int span; // 跨度
	} level []; // 层 
} zskiplist;