红色的跳跃了解Redis跳表算法（redis跳表是什么算法）

红色的跳跃：了解Redis跳表算法

随着互联网技术的不断发展，数据量越来越大，快速查询的需求也越来越迫切。为了解决这个问题，Redis采用了跳表算法，极大提高了查询效率。那么，什么是跳表算法？它为什么有效？本文将详细介绍Redis跳表算法。

1. 什么是跳表算法？

跳表（Skip List）是一种基于链表实现的数据结构，用于快速查找某个值在链表中的位置。跳表通过增加索引层数，使得单次查找的时间复杂度变为O(logn)，相比于普通链表提高了查找速度。

跳表的实现基本思路很简单，就是通过链表上“多个层次”的连接，使得查找元素时不用完全依次遍历链表，提高查找效率。因为跳表只在一定概率上增加索引层数，因此，它的时间复杂度和空间复杂度得到了有效的平衡。

2. Redis跳表算法：

Redis是一款高性能的非关系型数据库，采用了跳表算法来实现有序集合数据结构。在Redis中，有序集合是一种以有序方式存储多个元素（元素可以重复）的一种数据类型。Redis有序集合内部使用跳表实现，用于提高元素查找效率。

Redis跳表具有以下两个特征：

– 每个跳表节点包含了多个指向后续节点的指针。

– 每个跳表节点包含了多个级别，每个级别包含的指针数量与当前节点所在层数一致。

每个节点包含多个级别，每个级别又包含多个指针（包括当前节点的指针和下一节点的指针），如下图所示：


对于不同的节点，它们被分配的级别是不同的。如果一个节点被分配了k级（包括头节点和尾节点），那么它一定被分配了前k-1级，而后面的每个级别有1/2的概率被分配。这种分配方式的概率统计表如下所示：

|Level | Probability |

|——-|————-|

| 1 | 1 |

| 2 | 1/2 |

| 3 | 1/4 |

| 4 | 1/8 |

| … | … |

| k | (1/2)^(k-1) |

每次插入新的节点时，都要随机分配新节点的级别。如果当前所有节点的级别都是1，则新节点也分配1级；如果当前最高级别为k，则新节点在1~k+1之间选择一个级别，同时需要调整受到影响的前一节点的指针，使得整个跳表仍然是有序的。

3. 总结

Redis的跳表算法实现了一个高效的有序集合数据结构，并提高了元素查找的效率。跳表的优点在于简单易懂、容易实现和维护，因此，被广泛应用于各种应用场景中。如果你也想体验跳表的魅力，可以尝试在自己的代码中实现一个跳表数据结构。