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redis有序集合对象

redis有序集合对象

作者: 快点给我想个名 | 来源:发表于2019-11-28 19:51 被阅读0次

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redis有序集合对象

有序集合的编码可以是 ziplist 或者 skiplist

  • ziplist

ziplist 编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现, 每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存, 第一个节点保存元素的成员(member), 而第二个元素则保存元素的分值(score)
压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序, 分值较小的元素被放置在靠近表头的方向, 而分值较大的元素则被放置在靠近表尾的方向
如:

redis> ZADD price 8.5 apple 5.0 banana 6.0 cherry
(integer) 3
ziplist编码有序集合
压缩列表按分值从小到大
  • skiplist

skiplist 编码的有序集合对象使用 zset 结构作为底层实现, 一个 zset 结构同时包含一个字典和一个跳跃表
zset 结构中的 zsl 跳跃表按分值从小到大保存了所有集合元素, 每个跳跃表节点都保存了一个集合元素: 跳跃表节点的 object 属性保存了元素的成员, 而跳跃表节点的 score 属性则保存了元素的分值。 通过这个跳跃表, 程序可以对有序集合进行范围型操作, 比如 ZRANK 、 ZRANGE 等命令就是基于跳跃表 API 来实现的。

除此之外, zset 结构中的 dict 字典为有序集合创建了一个从成员到分值的映射, 字典中的每个键值对都保存了一个集合元素: 字典的键保存了元素的成员, 而字典的值则保存了元素的分值。 通过这个字典, 程序可以用 O(1) 复杂度查找给定成员的分值, ZSCORE 命令就是根据这一特性实现的, 而很多其他有序集合命令都在实现的内部用到了这一特性。

有序集合每个元素的成员都是一个字符串对象, 而每个元素的分值都是一个 double 类型的浮点数。 值得一提的是, 虽然 zset 结构同时使用跳跃表和字典来保存有序集合元素, 但这两种数据结构都会通过指针来共享相同元素的成员和分值, 所以同时使用跳跃表和字典来保存集合元素不会产生任何重复成员或者分值, 也不会因此而浪费额外的内存
如上一个例子:


skiplist编码有序集合
有序集合在字典表和跳跃表中
  • 编码转换
    当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时, 对象使用 ziplist 编码:
  1. 有序集合保存的元素数量小于 128 个
  2. 有序集合保存的所有元素成员的长度都小于 64 字节
  • 有序集合命令部分实现
    命令 ziplist 编码的实现方法 zset 编码的实现方法
    ZADD 调用 ziplistInsert 函数, 将成员和分值作为两个节点分别插入到压缩列表。 先调用 zslInsert 函数, 将新元素添加到跳跃表, 然后调用 dictAdd 函数, 将新元素关联到字典。
    ZCARD 调用 ziplistLen 函数, 获得压缩列表包含节点的数量, 将这个数量除以 2 得出集合元素的数量。 访问跳跃表数据结构的 length 属性, 直接返回集合元素的数量。
    ZCOUNT 遍历压缩列表, 统计分值在给定范围内的节点的数量。 遍历跳跃表, 统计分值在给定范围内的节点的数量。
    ZRANGE 从表头向表尾遍历压缩列表, 返回给定索引范围内的所有元素。 从表头向表尾遍历跳跃表, 返回给定索引范围内的所有元素。
    ZREVRANGE 从表尾向表头遍历压缩列表, 返回给定索引范围内的所有元素。 从表尾向表头遍历跳跃表, 返回给定索引范围内的所有元素。
    ZRANK 从表头向表尾遍历压缩列表, 查找给定的成员, 沿途记录经过节点的数量, 当找到给定成员之后, 途经节点的数量就是该成员所对应元素的排名。 从表头向表尾遍历跳跃表, 查找给定的成员, 沿途记录经过节点的数量, 当找到给定成员之后, 途经节点的数量就是该成员所对应元素的排名。
    ZREVRANK 从表尾向表头遍历压缩列表, 查找给定的成员, 沿途记录经过节点的数量, 当找到给定成员之后, 途经节点的数量就是该成员所对应元素的排名。 从表尾向表头遍历跳跃表, 查找给定的成员, 沿途记录经过节点的数量, 当找到给定成员之后, 途经节点的数量就是该成员所对应元素的排名。
    ZREM 遍历压缩列表, 删除所有包含给定成员的节点, 以及被删除成员节点旁边的分值节点。 遍历跳跃表, 删除所有包含了给定成员的跳跃表节点。 并在字典中解除被删除元素的成员和分值的关联。
    ZSCORE 遍历压缩列表, 查找包含了给定成员的节点, 然后取出成员节点旁边的分值节点保存的元素分值。 直接从字典中取出给定成员的分值。

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