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面試中談Redis跳躍表
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Redis作為一款高性能鍵值數(shù)據(jù)庫，其底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分豐富，包括字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等，其中有序集合的實現(xiàn)使用了跳躍表（Skip List）。
跳躍表是一種隨機化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它能夠基于有序序列進行快速查找、插入和刪除等操作，而且相比于平衡樹等類似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，跳躍表的代碼實現(xiàn)相對簡單，同時性能也很優(yōu)秀。
Redis跳躍表的定義
Redis的跳躍表定義如下：
typedef struct zskiplistNode {
// 層
struct zskiplistLevel {
// 前置節(jié)點
struct zskiplistNode *forward;
// 跨越節(jié)點數(shù)量
unsigned int span;
} level[];
// 后退節(jié)點
struct zskiplistNode *backward;
// 分值
double score;
// 成員對象
robj *obj;
} zskiplistNode;
typedef struct zskiplist {
// 表頭節(jié)點和表尾節(jié)點
struct zskiplistNode *header, *tl;
// 節(jié)點數(shù)量
unsigned long length;
// 最大層數(shù)
int level;
} zskiplist;
Redis跳躍表的特點
1. 快速查詢
跳躍表使用了多層鏈表結(jié)構(gòu)，每一層鏈表中的節(jié)點都是隨機分布的，并且每一個節(jié)點都會根據(jù)隨機概率確定其是否參與到上層鏈表中。這種結(jié)構(gòu)能夠讓跳躍表在查找時避免了冗長的遍歷過程，從而使得其具備了很高的查詢效率。
2. 空間復雜度低
與紅黑樹這樣的平衡樹相比，跳躍表不需要維持左右子樹的平衡，因此能夠用較少的額外空間來維護其節(jié)點的信息，從而使得其空間復雜度相對較低。
3. 支持高并發(fā)操作
由于跳躍表的查詢和修改都是基于鏈表進行的，因此它們在執(zhí)行過程中都不需要對整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行加鎖操作，這也使得跳躍表能夠更好地支持高并發(fā)操作。
Redis跳躍表的應用
Redis使用跳躍表來實現(xiàn)有序集合，這個集合中的每個元素都有一個權(quán)重值，且集合中的元素是按照權(quán)重值排序的。跳躍表能夠讓Redis在有序集合上的查找、插入、刪除等操作都具備很高的效率，從而能夠更好地服務于高并發(fā)場景下的應用。
總結(jié)
Redis跳躍表作為一種高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在面試環(huán)節(jié)中常常會成為考察面試者計算機基礎能力的一個重要問題。要想搞清楚Redis跳躍表的工作原理，我們需要深入研究其實現(xiàn)代碼和算法思想，同時還要熟練掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法知識。通過對它的深入理解和掌握，我們能夠更好地運用它來解決實際問題，并在面試環(huán)節(jié)中給出更為優(yōu)秀的答案。
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