redis并發(fā)之跳表的實(shí)現(xiàn)
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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