簡簡單單說下Redis 有序集合

什麼是redis 有序集合

redis有5種數據類型，包括：

1. string 字符串:能夠爲整形、浮點型和字符串，統稱爲元素。
2. list 列表:能夠做爲隊列使用。
3. set 集合: 一個集合內，全部元素各部相同。
4. hash hash散列值: 即字典，key值惟一。
5. sortedSet 有序集合。

和集合同樣，有序集合也是 string 類型元素的集合，且元素不容許重複。不一樣的是，有序集合的每一個元素都會關聯一個 double 類型的分數(score)。redis 經過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

有序集合的成員是惟一的,但分數卻能夠重複。

有序集合查找任意數據的時間複雜度是O(1)，插入、刪除操做的時間複雜度是O(logN)。

因爲有序集合能夠根據分數對元素進行排序，所以有序集合可用於排行榜、學生成績排名等用途。

有序集合的底層實現

出於對性能的考慮，有序集合底層有兩類實現：

1. 當有序集合保存的元素數量小於128個，而且全部元素的長度都小於64字節時，有序集合對象使用ziplist實現。
2. 當不知足上述條件時，有序集合對象使用skiplist+字典實現。

說一說ziplist

ziplist(壓縮列表)實現的有序集合對象中，每一個元素是用須要使用兩個連續的壓縮列表節點保存，第一個節點保存元素的成員，第二個節點保存元素的分值，分值爲double 類型。

壓縮列表內的元素，會按照分值，從小到大排序。若是分值相同，則按照元素成員的大小，從小到大排序。大體以下圖所示：

說一說skiplist

skiplist(跳躍表)採用了鏈表加多級索引的結構。它使用了空間換時間的設計思路，在存儲時創建了不少級索引。使得在跳躍表中查找、插入和刪除的時間複雜度都是O(logN)。

它的實現大體以下圖所示：

1. 最下一層是鏈表，有序的保存全部的數據。
2. 原始鏈表以上，都爲索引層。在每級索引的基礎上，每隔幾個節點抽出一個節點，造成更上一級索引。
3. 每一個節點不直接保存數據，而是保存指針，這樣能減小對空間的消耗。
4. 當查找某條數據時，會先從上往下在索引層遍歷，找到該數據所在的索引範圍。經過索引層節點的指針，不斷降低到下一層，直到原始鏈表這一層。繼續遍歷，直到找到該節點，或者經過邏輯判斷該節點不存在。
5. 當插入或刪除時，也會先查找到位置，插入到鏈表中或從鏈表中刪除，並動態更新索引層，維護索引與原始鏈表大小之間的平衡。例如鏈表中結點多了，索引結點就相應地增長一些，避免查找，插入，刪除操做性能降低。

爲何有序集合須要同時使用跳躍表和字典來實現？

有序列表使用skiplist(跳躍表)+字典實現，是爲了保證查找和範圍型操做(ZRANK、ZRANGE等)都能儘量快的執行。

例如只使用跳躍表，查找單個成員，複雜度爲O(logN)。

例如只使用字典，因爲字典是無序的，範圍型的操做，會須要使用至少O(NlogN)時間複雜度和額外的O(N)空間對數據排序，再進行範圍型操做。

而同時使用跳躍表+字典，查找單個成員，能夠直接在字典中查找，複雜度爲O(1)，範圍型操做則在跳躍表中操做，複雜度爲O(lngN)。