Redis中的跳跃表
前言
跳跃表是一种有序的数据结构，它通过在每个节点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。
什么是跳跃表
对于单个链表来讲，即便链表中存储的数据是有序的，如果我们要向在其中查找某个数据，它只能从头到尾遍历链表。这样查找效率就会很低，时间复杂度会很高，达到了O(n)。
如果我们想要提高其查询效率，可以考虑在链表上构建索引的 方式，每两个节点提取一个节点到上级，我们把抽出来的那一级就叫做索引。
这个时候，我们假设要查找节点8，我们可以心在索引层遍历，当遍历到索引层中值为7的节点时，发现下一个节点是9，那么要查找的节点肯定在这两个节点之间，我们下降到链表层继续遍历就找到了8这个节点。。原来我们在单链表中找到8这个节点要遍历8个节点，而现在有了一级索引后，只需要遍历5个节点。
从上个例子中，我们可以看出，加来一层索引后，查找一个节点需要遍历的节点个数减少了，也就是说查询效率得到了提升，同理我们在一级索引的基础上，在加二级索引。
从图中我们可以看出，查找效率又有了提升，因为在这里例子中我们的数据量很少，当有大量的数据时，我们可以增加多级索引，在查询时，效率可以得到明显的提升。
像这种链表增加多种索引的结构，就是跳跃表。
Redis中的跳跃表
从上面跳跃表的定义我们可以知道，如果使用跳跃表作为底层的数据结构，那么需要保证 元素之间的有序性，而且sortSet我们知道，他就是一个元素和元素之间排序好。
Redis中使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一，以下几种情况将会让Redis使用跳跃表作为有序集合键的底层实现:
- 一个有序集合包含的元素数量比较多
- 有序集合中元素的成员键比较长
跳跃表支持平均O(logN)、最坏O(N) 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。
那么为什么元素数量比较多或者比较长的字符串的时候，Redis要使用跳跃表来实现呢？
从上面我们知道，跳跃表就是在链表的基础上，增加了多级索引以提升查找的效率，其实就是一个空间换时间的方法，必然会带来一个问题 – ==索引是占内存的==。当原始链表中存储的是很大的对象，而索引节点只需要存储键值和几个指针，并不需要存储对象，因此当节点本身比较大或者元素数量比较多的时候，其优势必然会被放大，而缺点几乎可以忽略。
本文重点
- 跳跃表基于单链表加索引的方式实现；
- 跳跃表以空间换时间的方式提升了查找速度；
- Redis有序集合在节点元素较大或者元素数量较多时使用跳跃表实现良好；
- Redis的跳跃表实现由 zskiplist和 zskiplistnode两个结构组成,其中 zskiplist用于保存跳跃表信息(比如表头节点、表尾节点、长度),而zskiplistnode则用于表示跳跃表节点；
- Redis每个跳跃表节点的层高都是1至32之间的随机数；
- 在同一个跳跃表中,多个节点可以包含相同的分值,但每个节点的成员对象必须是唯一的，跳跃表中的节点按照分值大小进行排序,==当分值相同时,节点按照成员对象的大小进行排序==。
