redis為什么選擇了跳躍表而不是紅黑樹


Redis只在兩個地方用到了跳躍表,一個是實現有序集合鍵(zset),另一個是在集群節點中用作內部數據結構,除此之外,跳表在Redis里面沒有其他用途。

但是為什么用跳表而不用紅黑樹呢?猜想如下:
1)在做范圍查找的時候,平衡樹比skiplist操作要復雜。在平衡樹上,我們找到指定范圍的小值之后,還需要以中序遍歷的順序繼續尋找其它不超過大值的節點。如果不對平衡樹進行一定的改造,這里的中序遍歷並不容易實現。而在skiplist上進行范圍查找就非常簡單,只需要在找到小值之后,對第1層鏈表進行若干步的遍歷就可以實現。
2)平衡樹的插入和刪除操作可能引發子樹的調整,邏輯復雜,而skiplist的插入和刪除只需要修改相鄰節點的指針,操作簡單又快速。
3)從內存占用上來說,skiplist比平衡樹更靈活一些。一般來說,平衡樹每個節點包含2個指針(分別指向左右子樹),而skiplist每個節點包含的指針數目平均為1/(1-p),具體取決於參數p的大小。如果像Redis里的實現一樣,取p=1/4,那么平均每個節點包含1.33個指針,比平衡樹更有優勢。
4)查找單個key,skiplist和平衡樹的時間復雜度都為O(log n),大體相當;而哈希表在保持較低的哈希值沖突概率的前提下,查找時間復雜度接近O(1),性能更高一些。所以我們平常使用的各種Map或dictionary結構,大都是基於哈希表實現的。
5)從算法實現難度上來比較,skiplist比平衡樹要簡單得多。

結合書籍《redis設計與實現(第二版)》里面的一段描述進行理解:

 

 

 

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