# 跳跃表
跳跃表(skiplist)是一种有序数据结构, 它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针, 从而达到快速访问节点的目的。
跳跃表支持平均 ![O(\log N)](http://redisbook.com/_images/math/700fd4bc46547f83703fede1f1ee4b9349ba9479.png) 最坏 ![O(N)](http://redisbook.com/_images/math/4d51d3f476c76dc066b26271168bc3b67f49d2be.png) 复杂度的节点查找, 还可以通过顺序性操作来批量处理节点。
在大部分情况下, 跳跃表的效率可以和平衡树相媲美, 并且因为跳跃表的实现比平衡树要来得更为简单, 所以有不少程序都使用跳跃表来代替平衡树。
Redis 使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一: 如果一个有序集合包含的元素数量比较多, 又或者有序集合中元素的成员(member)是比较长的字符串时, Redis 就会使用跳跃表来作为有序集合键的底层实现。
举个例子, `fruit-price` 是一个有序集合键, 这个有序集合以水果名为成员, 水果价钱为分值, 保存了 `130` 款水果的价钱:
~~~
redis> ZRANGE fruit-price 0 2 WITHSCORES
1) "banana"
2) "5"
3) "cherry"
4) "6.5"
5) "apple"
6) "8"
redis> ZCARD fruit-price
(integer) 130
~~~
`fruit-price` 有序集合的所有数据都保存在一个跳跃表里面, 其中每个跳跃表节点(node)都保存了一款水果的价钱信息, 所有水果按价钱的高低从低到高在跳跃表里面排序:
* 跳跃表的第一个元素的成员为 `"banana"` , 它的分值为 `5` ;
* 跳跃表的第二个元素的成员为 `"cherry"` , 它的分值为 `6.5` ;
* 跳跃表的第三个元素的成员为 `"apple"` , 它的分值为 `8` ;
诸如此类。
和链表、字典等数据结构被广泛地应用在 Redis 内部不同, Redis 只在两个地方用到了跳跃表, 一个是实现有序集合键, 另一个是在集群节点中用作内部数据结构, 除此之外, 跳跃表在 Redis 里面没有其他用途。
本章将对 Redis 中的跳跃表实现进行介绍, 并列出跳跃表的操作 API 。
本章不会对跳跃表的基本定义和基础算法进行介绍, 如果有需要的话, 可以参考 William Pugh 关于跳跃表的论文 《[Skip Lists: A Probabilistic Alternative to Balanced Trees](ftp://ftp.cs.umd.edu/pub/skipLists/skiplists.pdf)》 , 或者 《[算法:C 语言实现(第 1 ~ 4 部分)](http://book.douban.com/subject/4065258/)》 一书的 13.5 节。
- 介绍
- 前言
- 致谢
- 简介
- 第一部分:数据结构与对象
- 简单动态字符串
- SDS 的定义
- SDS 与 C 字符串的区别
- SDS API
- 重点回顾
- 参考资料
- 链表
- 链表和链表节点的实现
- 链表和链表节点的 API
- 重点回顾
- 字典
- 字典的实现
- 哈希算法
- 解决键冲突
- rehash
- 渐进式 rehash
- 字典 API
- 重点回顾
- 跳跃表
- 跳跃表的实现
- 跳跃表 API
- 重点回顾
- 整数集合
- 整数集合的实现
- 升级
- 升级的好处
- 降级
- 整数集合 API
- 重点回顾
- 压缩列表
- 压缩列表的构成
- 压缩列表节点的构成
- 连锁更新
- 压缩列表 API
- 重点回顾
- 对象
- 对象的类型与编码
- 字符串对象
- 列表对象
- 哈希对象
- 集合对象
- 有序集合对象
- 类型检查与命令多态
- 内存回收
- 对象共享
- 对象的空转时长
- 重点回顾
- 第二部分:单机数据库的实现
- 数据库
- 数据库键空间
- 重点回顾
- RDB 持久化
- RDB 文件结构
- 重点回顾
- AOF 持久化
- AOF 持久化的实现
- 重点回顾
- 事件
- 文件事件
- 重点回顾
- 参考资料
- 客户端
- 客户端属性
- 重点回顾
- 服务器
- 命令请求的执行过程
- 重点回顾
- 第三部分:多机数据库的实现
- 复制
- 旧版复制功能的实现
- 重点回顾
- Sentinel
- 启动并初始化 Sentinel
- 重点回顾
- 参考资料
- 集群
- 节点
- 重点回顾
- 第四部分:独立功能的实现
- 发布与订阅
- 频道的订阅与退订
- 重点回顾
- 参考资料
- 事务
- 事务的实现
- 重点回顾
- Lua 脚本
- 创建并修改 Lua 环境
- 重点回顾
- 排序
- SORT <key> 命令的实现
- 重点回顾
- 二进制位数组
- GETBIT 命令的实现
- 重点回顾
- 慢查询日志
- 慢查询记录的保存
- 慢查询日志的阅览和删除
- 添加新日志
- 重点回顾
- 监视器
- 成为监视器
- 向监视器发送命令信息
- 重点回顾
- 源码、相关资源和勘误