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查找目标节点:首先,需要通过跳跃表的搜索函数查找到待删除的节点,节点的删除操作是基于其score进行的。
更新跳跃表的前进指针:在进行节点删除之前,需要更新跳跃表的前进指针,以便正确地访问并删除目标节点。这样可以保证删除操作不会影响跳跃表的遍历和查找操作。
删除节点:一旦找到目标节点并更新了前进指针,可以直接删除节点。删除操作涉及对各个层级的指针进行修改,以保持跳跃表的结构的正确性。
更新前进指针:删除节点后,需要更新跳跃表的前进指针,确保跳跃表能够正确遍历和查找节点。
通过以上步骤,可以保证在删除Redis节点时,跳跃表的正确性得到保证。同时,为了保持性能的平衡,可以考虑以下方面:
需要注意的是,在删除Redis节点时,除了保证跳跃表的正确性和性能平衡,还需要注意其他方面的一致性和可用性问题,如数据同步、故障转移、负载均衡等。
Redis采用了以下几个策略:
跳跃表的层级结构:跳跃表由多层有序的链表组成,每一层都是前一层的子集。每层都有一个指针数组,指向它在下一层的前一个节点。这种层级结构可以提高搜索的效率,使查找操作的时间复杂度为O(logN)。
前进指针:每个节点都保存了指向它的下一个节点的指针,这样可以在查找操作时通过比较节点的值,按照一定的规则跳跃到下一个节点。
随机层数:每个节点会根据概率随机生成一个层数,层数越高,这个节点出现在跳跃表的层数就越多。这种随机层数的策略可以在一定程度上平衡跳跃表的高度差,从而提高查找操作的效率。
多个跳跃表:Redis中的跳跃表是有多个跳跃表组成的,每个跳跃表称为一个级别。级别0是最低级别,级别1是级别0的子集,以此类推。如果一个键在级别i的跳跃表中存在,那么它一定存在于所有级别小于i的跳跃表中。这样可以减少每个跳跃表的大小,提高查找操作的效率。
Redis的跳跃表(Skip List)是一种有序数据结构,其中的数据按照递增顺序存储,并且可以在O(logN)O(logN)O(logN)的时间复杂度内进行查找、插入和删除操作。
当要插入一个新元素时,跳跃表会根据一定的概率来决定该元素在不同层级上的索引位置。插入操作的具体步骤如下:
下面是插入操作的示意图:
数据链表层级: 层2:[1] -> [3] -> [4] -> [6] 层1:[1] -> [3] -> [4] -> [6] 层0:[1] -> [3] -> [4] -> [6] 插入元素5: 1. 找到每一层中插入位置左边的节点对象(这里是4) 2. 在最底层进行插入操作,即将新元素5插入到数据链表中: 层2:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] 层1:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] 层0:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] 3. 根据随机数决定是否插入到更高的层级中,这里随机数生成结果为0则不需要再插入到更高层级 插入元素7: 1. 找到每一层中插入位置左边的节点对象(这里是6) 2. 在最底层进行插入操作,即将新元素7插入到数据链表中: 层2:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] 层1:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] 层0:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] 3. 根据随机数决定是否插入到更高的层级中,这里随机数生成结果为1,则同时在上一层中进行插入操作: 层2:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] 层1:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] \-> [6] 层0:[1] -> [3] -> [4] -> [5] -> [6] -> [7] \-> [6] 4. 由于新节点不再插入到更高的层级,插入操作结束。
通过这种策略,跳跃表可以在保持数据有序的同时,提升查找的效率。
在Redis的跳跃表中进行查找操作时,通过节点间的跃迁来快速定位目标节点的步骤如下:
输出结果为:
1. 从跳跃表的头节点开始,将当前节点设为当前层最右的节点。 2. 比较当前节点的下一个节点的值与目标值的大小关系: - 如果下一个节点的值等于目标值,则返回该节点。 - 如果下一个节点的值大于目标值或者已经到达最底层,则将当前节点的层数减一。如果当前节点层数已经减少到0,则结束查找,目标不存在。 - 如果下一个节点的值小于目标值,则将当前节点更新为下一个节点,继续跳到下一个节点。 3. 重复步骤2,直到找到目标节点或者结束查找。
综上所述,Redis的跳跃表的查找操作在不同层级下的时间复杂度为:
请注意,这里的时间复杂度指的是平均时间复杂度,最坏情况下的时间复杂度可能更高。