Redis數據結構——skiplist

跳躍表(skiplist)是一種有序數據結構，它經過在每一個節點中維持多個指向其餘節點的指針，從而達到快速訪問節點的目的。

跳躍表支持平均O(logN),最壞O(N)複雜度的節點查找，還能夠經過順序性操做批量處理節點。
 
 在大部分狀況下，跳躍表的效率能夠和平衡樹相媲美，而且由於跳躍表的實現比平衡數要來得更爲簡單，因此有很多程序都使用跳躍表來代替平衡樹。
 
 redis 使用跳躍表做爲有序集合鍵的底層實現之一，若是一個有序集合包含的元素數量比較多，又或者有序集合中元素的成員(member)是比較長的字符串時，Redis就會使用跳躍表做爲有序集合鍵的底層實現。

 和鏈表，字典等數據結構被普遍地應用在Redis內部不一樣，Redis只有兩個地方用到了跳躍表，一個是實現有序集合鍵，另外一個是在集羣節點中用做內部數據結構，除此以外，跳躍表在Redis裏面沒有其餘用途。

/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
typedef struct zskiplistNode {
    robj *obj; //成員對象
    double score; //分值
    struct zskiplistNode *backward; //後退指針
    struct zskiplistLevel {  //層
        struct zskiplistNode *forward; //前進指針
        unsigned int span; //跨度
    } level[];
} zskiplistNode;

typedef struct zskiplist {
    struct zskiplistNode *header, *tail; //header:指向跳躍表的表頭節點，tail :指向跳躍表的表尾節點
    unsigned long length;  //記錄跳躍表的長度，也便是，跳躍表目前包含節點的數量(表頭節點不計算在內)
    int level; //記錄目前跳躍表內，層數最大的那個節點的層數(表頭節點的層數不計算在內)
} zskiplist;

typedef struct zset {
    dict *dict;
    zskiplist *zsl;
} zset;

    hearder和tail 指針分別指向跳躍表的表頭和表尾節點，經過這兩個指針，程序定位表頭節點和表尾節點的複雜度爲O（1）。

    經過使用length屬性來記錄節點的數量，程序能夠在O（1）複雜度內返回跳躍表的長度。

總結：

    跳躍表是有序集合的底層實現之一。

    Redis的跳躍表實現由zskiplist 和zskiplistNode兩個結構組成，其中zskiplist用於保存跳躍表信息(好比表頭節點，表尾節點，長度)，而zskiplistNode 則用於表示跳躍表節點。

    每一個跳躍表節點的層高都是1至32之間的隨機數。

    在同一個跳躍表中，多個節點能夠包含相同的分值，但每一個節點的成員對象必須是惟一的。

   跳躍表中的節點按照分值大小進行排序，當分值相同時，節點按照成員對象的大小進行排序。