Redis中的zset 存储结构(实现)原理
同時滿足以下條件時使用ziplist 編碼:
元素數(shù)量小于128 個
所有member 的長度都小于64 字節(jié)
在ziplist 的內(nèi)部,按照score 排序遞增來存儲。插入的時候要移動之后的數(shù)據(jù)。
對應(yīng)redis.conf 參數(shù):
zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64
超過閾值之后,使用skiplist+dict 存儲。
問題:什么是skiplist?
我們先來看一下有序鏈表:
在這樣一個鏈表中,如果我們要查找某個數(shù)據(jù),那么需要從頭開始逐個進(jìn)行比較,直到找到包含數(shù)據(jù)的那個節(jié)點,或者找到第一個比給定數(shù)據(jù)大的節(jié)點為止(沒找到)。也就是說,時間復(fù)雜度為O(n)。同樣,當(dāng)我們要插入新數(shù)據(jù)的時候,也要經(jīng)歷同樣的查
找過程,從而確定插入位置。
而二分查找法只適用于有序數(shù)組,不適用于鏈表。
假如我們每相鄰兩個節(jié)點增加一個指針(或者理解為有三個元素進(jìn)入了第二層),讓指針指向下下個節(jié)點。
這樣所有新增加的指針連成了一個新的鏈表,但它包含的節(jié)點個數(shù)只有原來的一半(上圖中是7, 19, 26)。在插入一個數(shù)據(jù)的時候,決定要放到那一層,取決于一個算法(在redis 中t_zset.c 有一個zslRandomLevel 這個方法)。
現(xiàn)在當(dāng)我們想查找數(shù)據(jù)的時候,可以先沿著這個新鏈表進(jìn)行查找。當(dāng)碰到比待查數(shù)據(jù)大的節(jié)點時,再回到原來的鏈表中的下一層進(jìn)行查找。比如,我們想查找23,查找的路徑是沿著下圖中標(biāo)紅的指針?biāo)赶虻姆较蜻M(jìn)行的:
1. 23 首先和7 比較,再和19 比較,比它們都大,繼續(xù)向后比較。
2. 但23 和26 比較的時候,比26 要小,因此回到下面的鏈表(原鏈表),與22比較。
3. 23 比22 要大,沿下面的指針繼續(xù)向后和26 比較。23 比26 小,說明待查數(shù)據(jù)23 在原鏈表中不存在
在這個查找過程中,由于新增加的指針,我們不再需要與鏈表中每個節(jié)點逐個進(jìn)行比較了。需要比較的節(jié)點數(shù)大概只有原來的一半。這就是跳躍表。
為什么不用AVL 樹或者紅黑樹?因為skiplist 更加簡潔。
源碼:server.h
typedef struct zskiplistNode {sds ele; /* zset 的元素*/double score; /* 分值*/struct zskiplistNode *backward; /* 后退指針*/struct zskiplistLevel {struct zskiplistNode *forward; /* 前進(jìn)指針,對應(yīng)level 的下一個節(jié)點*/unsigned long span; /* 從當(dāng)前節(jié)點到下一個節(jié)點的跨度(跨越的節(jié)點數(shù)) */} level[]; /* 層*/ } zskiplistNode; typedef struct zskiplist {struct zskiplistNode *header, *tail; /* 指向跳躍表的頭結(jié)點和尾節(jié)點*/unsigned long length; /* 跳躍表的節(jié)點數(shù)*/int level; /* 最大的層數(shù)*/ } zskiplist;隨機(jī)獲取層數(shù)的函數(shù):
源碼:t_zset.c
int zslRandomLevel(void) {int level = 1;while ((random()&0xFFFF) < (ZSKIPLIST_P * 0xFFFF))level += 1;return (level<ZSKIPLIST_MAXLEVEL) ? level : ZSKIPLIST_MAXLEVEL; }?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Redis中的zset 存储结构(实现)原理的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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