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redis并發(fā)之跳表的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2024年05月13日 09:37:50 作者：Cherry Xie

跳表是一種用于實(shí)現(xiàn)有序集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),本文主要介紹了redis并發(fā)之跳表的實(shí)現(xiàn),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

簡介

跳表（Skip List）是一種用于實(shí)現(xiàn)有序集合（Sorted Set）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在 Redis 中被廣泛應(yīng)用。跳表的設(shè)計(jì)旨在提供高效的有序集合操作，可以將跳表理解為基于二分查找的索引結(jié)構(gòu)。跳表通過構(gòu)建多層索引，每一層索引都是前一層索引的子集，形成一種分層遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)。每個(gè)索引節(jié)點(diǎn)中存儲了對應(yīng)層級的元素，通過這些索引節(jié)點(diǎn)可以快速定位到目標(biāo)元素所在的區(qū)間，然后在目標(biāo)區(qū)間內(nèi)進(jìn)行二分查找。

跳表的多層索引結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在有序集合中建立了一系列的二分查找表，這樣可以在進(jìn)行查找操作時(shí)快速減少搜索范圍，從而提高查找效率。

需要注意的是，跳表并不是嚴(yán)格意義上的二叉樹，它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以連接多個(gè)后繼節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)可能在當(dāng)前層級之下的更低層級存在，這也是跳表相較于傳統(tǒng)的二叉樹結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化。

優(yōu)點(diǎn)

查找效率高

跳表通過構(gòu)建多層索引結(jié)構(gòu)，可以在平均情況下實(shí)現(xiàn)對數(shù)時(shí)間復(fù)雜度的查找操作，使得在大規(guī)模有序數(shù)據(jù)集中的查找操作非常高效。

插入和刪除效率高

跳表在插入和刪除元素時(shí)，不需要像平衡二叉樹那樣進(jìn)行平衡調(diào)整，只需更新相應(yīng)的索引即可，因此插入和刪除操作的效率也較高。

簡單易實(shí)現(xiàn)

相對于平衡二叉樹等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，跳表的實(shí)現(xiàn)較為簡單，不需要進(jìn)行復(fù)雜的平衡調(diào)整操作，因此易于理解和實(shí)現(xiàn)。

空間效率較高

跳表的空間占用相對較小，它通過索引層的構(gòu)建來提供高效的查找，而實(shí)際存儲數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量相對較少，節(jié)省了空間開銷。

缺點(diǎn)

空間占用

跳表相對于普通的鏈表結(jié)構(gòu)會占用更多的額外空間，因?yàn)橐獦?gòu)建多層索引結(jié)構(gòu)。

維護(hù)代價(jià)

當(dāng)有序集合中的元素發(fā)生變動（插入、刪除等操作）時(shí)，跳表需要維護(hù)索引結(jié)構(gòu)的完整性，這可能會導(dǎo)致一定的額外開銷。

Redis配置

在 Redis 中，跳表（Skip List）的配置是通過 redis.conf 配置文件中的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。跳表是 Redis 用于實(shí)現(xiàn)有序集合（Sorted Set）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

要配置 Redis 的跳表，需要編輯 redis.conf 文件并修改以下參數(shù)：

zset-max-ziplist-entries

這個(gè)參數(shù)控制了跳表節(jié)點(diǎn)（node）所能容納的最大元素?cái)?shù)量。默認(rèn)值為 128，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。較大的值可以提高有序集合的插入和刪除操作的性能，但會增加內(nèi)存消耗。

zset-max-ziplist-value

這個(gè)參數(shù)控制了跳表節(jié)點(diǎn)（node）中每個(gè)元素所能占用的最大字節(jié)數(shù)。默認(rèn)值為 64，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。較大的值可以容納更大的有序集合元素，但會增加內(nèi)存消耗。

zset-max-ziplist-size

這個(gè)參數(shù)控制了整個(gè)跳表節(jié)點(diǎn)（node）所能占用的最大字節(jié)數(shù)。默認(rèn)值為 8 KB，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。較大的值可以容納更多的有序集合元素，但會增加內(nèi)存消耗。

請注意，修改 redis.conf 文件后，需要重新啟動 Redis 服務(wù)器才能使配置生效。

另外，Redis 還提供了其他一些與有序集合相關(guān)的配置參數(shù)，例如 zset-max-ziplist-level、zset-max-ziplist-compression 等，用于進(jìn)一步調(diào)整有序集合的性能和內(nèi)存消耗。您可以根據(jù)具體需求參考 Redis 的官方文檔或配置文件中的注釋，了解更多關(guān)于跳表和有序集合的配置參數(shù)和說明。

示例

# 跳表節(jié)點(diǎn)所能容納的最大元素?cái)?shù)量
zset-max-ziplist-entries 512

# 跳表節(jié)點(diǎn)中每個(gè)元素所能占用的最大字節(jié)數(shù)
zset-max-ziplist-value 128

# 整個(gè)跳表節(jié)點(diǎn)所能占用的最大字節(jié)數(shù)
zset-max-ziplist-size 16kb

# 跳表節(jié)點(diǎn)的最大層數(shù)
zset-maxlevel 32

# 是否開啟有序集合壓縮
zset-compression yes

# 有序集合壓縮閾值
zset-compression-threshold 100

# 是否開啟有序集合后臺重寫
zset-rewrite yes

# 有序集合后臺重寫觸發(fā)閾值
zset-rewrite-entries 10000

# 有序集合后臺重寫觸發(fā)時(shí)的最小比例
zset-rewrite-base-min 10

# 有序集合后臺重寫觸發(fā)時(shí)的最大比例
zset-rewrite-base-max 100

# 有序集合后臺重寫最小字節(jié)數(shù)
zset-rewrite-min-size 64mb

請注意，這些參數(shù)的值是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置的，并不是通用的最佳值。您可以根據(jù)您的應(yīng)用需求和數(shù)據(jù)規(guī)模來調(diào)整這些參數(shù)，以獲得最佳的性能和內(nèi)存消耗。

此外，Redis 還有其他一些與有序集合和跳表相關(guān)的配置參數(shù)，您可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行進(jìn)一步的參考和調(diào)整。

到此這篇關(guān)于redis并發(fā)之跳表的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)redis 跳表內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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