模板站怎么改成营销型网站,Wordpress热门评论插件,望城经济建设开区门户网站,网络营销策划步骤文章目录 [Redis面试高频] - zset的底层数据结构一、引言二、zset 的底层数据结构1、zset 的编码方式1.1、ziplist 编码1.2、skiplist 编码 1.3、ziplist 编码适用条件1.4、skiplist 编码适用条件2、zset 的操作命令 三、zset 的性能考量1、内存效率2、搜索效率 四、总结 [Redi… 文章目录 [Redis面试高频] - zset的底层数据结构一、引言二、zset 的底层数据结构1、zset 的编码方式1.1、ziplist 编码1.2、skiplist 编码 1.3、ziplist 编码适用条件1.4、skiplist 编码适用条件2、zset 的操作命令 三、zset 的性能考量1、内存效率2、搜索效率 四、总结 [Redis面试高频] - zset的底层数据结构
一、引言
Redis 是一个开源的高性能键值数据库它支持多种类型的数据结构如字符串、哈希、列表、集合以及有序集合zset。在 Redis 的众多数据结构中有序集合zset因其能够存储带有分数的元素并能够根据分数进行排序而受到广泛应用。本文将深入探讨 Redis 有序集合 zset 的底层数据结构实现。
二、zset 的底层数据结构
1、zset 的编码方式
Redis 中的有序集合 zset 可以通过两种数据结构来实现压缩列表ziplist和跳跃表skiplist。
1.1、ziplist 编码
当 zset 的元素数量较少且每个元素的长度较短时Redis 会使用 ziplist 作为 zset 的底层数据结构。ziplist 是一种紧凑的列表数据结构它将所有元素存储在一块连续的内存区域中从而减少了内存的开销。在 ziplist 中每个 zset 元素由两个节点组成一个用于存储成员member另一个用于存储分数score。所有元素按照分数从小到大排序。
1.2、skiplist 编码
当 zset 的元素数量增多或元素长度较长时Redis 会使用 skiplist 作为 zset 的底层数据结构。skiplist 是一种基于多层有序链表的数据结构它通过在每个节点中维护多个指向其他节点的指针来提高搜索效率。在 skiplist 中每个 zset 元素都对应一个节点节点按照分数从小到大排序。同时Redis 还使用了一个字典dict来存储成员到分数的映射以支持快速查找特定成员的分数。
1.3、ziplist 编码适用条件
Redis 会选择使用 ziplist 编码 zset 在以下条件满足的情况下
元素数量限制当 zset 中保存的元素数量较少具体来说少于 128 个元素。元素长度限制所有成员member的长度都小于 64 字节。
在这两个条件都满足的情况下Redis 会优先使用 ziplist 作为 zset 的底层数据结构因为这样可以节省内存并提高处理速度。
1.4、skiplist 编码适用条件
当上述 ziplist 的适用条件不满足时Redis 会转而使用 skiplist 编码 zset。具体条件包括
元素数量较多当 zset 中的元素数量超过 128 个。元素长度较长当 zset 中任一成员member的长度超过 64 字节。
在这些情况下使用 skiplist 可以更有效地处理大量数据和较长的成员字符串同时保持较快的数据操作响应时间。
2、zset 的操作命令
zset 支持多种操作命令包括但不限于
ZADD向 zset 添加元素。ZREM从 zset 删除元素。ZINCRBY增加 zset 中元素的分数。ZRANK / ZREVRANK获取元素在 zset 中的排名按分数升序或降序。ZRANGE / ZREVRANGE获取 zset 中指定范围内的元素。ZRANGEBYSCORE获取 zset 中指定分数范围内的元素。
三、zset 的性能考量
1、内存效率
ziplist 和 skiplist 在不同的场景下有不同的内存效率。ziplist 适合于元素数量少且元素长度短的情况因为它能够减少内存的开销。而 skiplist 适合于元素数量多或元素长度长的情况因为它通过多层链表结构提高了搜索效率。
2、搜索效率
ziplist 的搜索效率为 O(N)因为它需要线性地遍历列表来查找元素。而 skiplist 的搜索效率为 O(log N)这得益于其多层链表结构能够在查找过程中跳过多个元素。
四、总结
Redis 的有序集合 zset 通过 ziplist 和 skiplist 两种底层数据结构实现了高效的数据存储和搜索。ziplist 适合于数据量小且数据长度短的场景而 skiplist 适合于数据量大或数据长度长的场景。了解这两种数据结构的特点和适用场景对于优化 Redis 的性能至关重要。 版权声明本博客内容为原创转载请保留原文链接及作者信息。
参考文章
CSDN - Redis面试高频 - zset的底层数据博客园 - redis zset底层实现原理
