Redis中的zset底层实现

一、引言

Redis的有序集合（zset）是一种非常强大的数据结构，它不仅能够存储元素，还能够为每个元素关联一个分数（score），并根据这个分数进行排序。在Redis中，zset的底层实现有两种：ziplist（压缩列表）和skiplist（跳跃表）。本文将详细解析这两种实现方式，并提供代码示例。

二、zset的底层实现

1、ziplist编码

当zset满足以下两个条件时，会使用ziplist作为底层存储结构：

1. 有序集合保存的元素数量小于128个。
2. 有序集合保存的所有元素的长度小于64字节。

在ziplist编码的zset中，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，第二个节点保存元素的分值。压缩列表内的集合元素按分值从小到大的顺序进行排列。

1.1、代码示例

// 向zset添加元素，当元素数量和长度符合ziplist条件时，会使用ziplist编码
jedis.zadd("myZset", 1, "element1");

2、skiplist编码

当zset不满足ziplist编码的条件时，Redis会使用skiplist作为底层存储结构。Skiplist是一种基于多级索引的有序链表，它通过在每个节点中维护多个级别的指针来提高查找效率。

Redis中的zset结构体由zskiplist和dict组成，zskiplist结构体中包含有zskiplistNode和zskiplistLevel，以此组成了一个双向链表结构。每个zskiplistNode包含元素值和分数，而zskiplistLevel则保存每一层的指针和跨度。

2.1、代码示例

// 向zset添加元素，当元素数量或长度超过ziplist条件时，会使用skiplist编码
jedis.zadd("myZset", 1, "element1", 2, "element2", 3, "element3");

三、总结

Redis的zset底层实现通过ziplist和skiplist两种方式，以适应不同的使用场景。Ziplist适用于元素数量较少且长度较短的情况，而skiplist则适用于元素数量较多或长度较长的情况。这两种实现方式使得Redis的zset既能够高效地存储和检索元素，又能够快速地进行范围查询和排序操作。通过理解这些底层实现，我们可以更好地利用Redis的zset来解决实际问题。

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参考文章：

• redis缓存数据库中zset数据结构底层算法实现原理：ziplist 和 skiplist
• Redis的ZSet底层数据结构，ZSet类型全面解析_zset底层结构
• Redis底层探析 I - Redis 有序集合(ZSet)是如何实现的？_zset-max-ziplist-entries
• redis的zset底层数据结构，你真的懂了吗？_zset底层结构
• 深度解密 Redis 的有序集合（ZSet） - 万明珠