有序集合对象

编码

有序集合的编码可以是ziplist或者skiplist

ziplist

ziplist编码的压缩列表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), 第二个元素保存元素的分值(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

有序集合压缩列表实现方式

skiplist编码的有集合对象使用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

typedef struct zset {
   zskiplist *zsl;
 ​
   dict *dict;
 } zset;

• zsl跳跃表按照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

  • object属性保存了元素的成员

  • score属性保存了元素的分值

  • 通过这个跳跃表可以对有序集合进行范围型操作, 例如ZRANK, ZRANGE

• dict创建了一个成员到分值的映射, 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

  • 字典的值保存了元素的分值

  • 通过这个dict可以以O(1)复杂度查找给定成员的分值.

共享成员

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的成员和分值. 所以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。

为什么使用跳跃表和字典来实现

• 如果单纯的使用hashtable, 那么hashtable查询数据O(1)的特性被保留, 但是如果对hashtable进行范围查找时,

  • 需要重新对数据按照分值进行排序,完成排序至少需要O(NlogN)时间复杂度

  • 另外需要存储最终的排序结果, 需要额外的O(N)内存空间

• 如果单纯使用skiplist, 那么跳跃表执行范围性操作有点被保留, 但是对元素的查询操作则由O(1)上升为O(logN)

基于以上原因, Redis选择了同时使用字典和跳跃表两种数据结构来实现有序集合.

编码的转换

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:

• 有序集合保存的元素数量小于128个

• 有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节.

不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码

修改编码转换条件

• zset-max-ziplist-entries: 压缩列表所能存储的最大节点数量

• zset-max-ziplist-value: 压缩节点能存储的值最大的长度

有序集合命令