Redis中有序集合的內部實現方式的詳細介紹

2022-03-14 13:01:59

有序集合的內部實現

有序集合的內部實現有兩種，分別是：壓縮列表（ziplist）和跳躍表（skiplist）。接下來，我們分別進行詳細的瞭解。

以壓縮列表作為內部實現

當有序集合的元素個數小於zset-max-ziplist-entries（預設為128個），並且每個元素成員的長度小於zset-max-ziplist-value（預設為64位元組）的時候，使用壓縮列表作為有序集合的內部實現。

每個集合元素由兩個緊挨在一起的兩個壓縮列表結點組成，其中第一個結點儲存元素的成員，第二個結點儲存元素的分支。壓縮列表中的元素按照分數從小到大依次緊挨著排列，有效減少了記憶體空間的使用。

舉個例子，我們使用zadd命令建立一個以壓縮列表為實現的有序集合：

127.0.0.1:6379> zadd one-more-zset 1 one 2 two 3 three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrange one-more-zset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
127.0.0.1:6379> object encoding one-more-zset
"ziplist"

以跳躍表作為內部實現

當有序集合的元素個數大於等於zset-max-ziplist-entries（預設為128個），或者每個元素成員的長度大於等於zset-max-ziplist-value（預設為64位元組）的時候，使用跳躍表作為有序集合的內部實現。

此時，在有序集合中其實包含了兩個結構，一個是跳躍表，另一個是雜湊表。

在跳躍表中，所有元素按照從小到大的順序排列。跳躍表的結點中的object指標指向元素成員的字串物件，score儲存了元素的分數。通過跳躍表，Redis可以快速地對有序集合進行分數範圍、排名等操作。

在雜湊表中，為有序集合建立了一個從元素成員到元素分數的對映。鍵值對中的鍵指向元素成員的字串物件，鍵值對中的值儲存了元素的分數。通過雜湊表，Redis可以快速查詢指定元素的分數。

雖然有序集合同時使用跳躍表和雜湊表，但是這兩種資料結構都使用指標共用元素中的成員和分數，不會額外的記憶體浪費。

舉個例子，我們使用zadd命令建立一個以跳躍表為實現的有序集合：

127.0.0.1:6379> zadd one-more-zset 1 long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange one-more-zset 0 -1
1) "long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long"
127.0.0.1:6379> object encoding one-more-zset
"skiplist"

內部實現的轉換

當一個有序集合是以壓縮列表作為內部實現時，再向這個有序集合新增較長的元素成員，或向這個有序集合的元素個數過多時，那麼這個有序集合就會轉換為以跳躍表作為內部實現。但是，以跳躍表作為內部實現的有序集合不會轉換為以壓縮列表作為內部實現。

舉個例子，我們先建立一個以壓縮列表作為內部實現的有序集合：

127.0.0.1:6379> zadd one-more-zset 1 one 2 two 3 three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrange one-more-zset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
127.0.0.1:6379> object encoding one-more-zset
"ziplist"

然後，再向它新增一個較長成員的元素，它就是轉換為以跳躍表作為內部實現：

127.0.0.1:6379> zadd one-more-zset 4 long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange one-more-zset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
4) "long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long"
127.0.0.1:6379> object encoding one-more-zset
"skiplist"

然後，再把那一個較長成員的元素從有序集合中移除，有序集合依然是以跳躍表作為內部實現：

127.0.0.1:6379> zrem one-more-zset long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long-long
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange one-more-zset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
127.0.0.1:6379> object encoding one-more-zset
"skiplist"

總結

在Redis中，有序集合的內部實現有壓縮列表（ziplist）和跳躍表（skiplist）兩種，當集合中的所有元素的成員長度較短並元素個數較少時，使用壓縮列表作為內部實現，否則使用跳躍表和雜湊表作為內部實現。當條件不滿足時，壓縮列表可以轉換為跳躍表，但跳躍表不能轉換為壓縮列表。

到此這篇關於Redis中有序集合的內部實現方式的詳細介紹的文章就介紹到這了,更多相關Redis有序集合的內部實現內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！

Redis中有序集合的內部實現方式的詳細介紹

目錄

有序集合的內部實現

以壓縮列表作為內部實現

以跳躍表作為內部實現

內部實現的轉換

總結

熱門文章