Redis 快速列表(QuickList)是 Redis 4.0 版本引入的一種數據結構,它是一個雙向鏈表與跳表的混合結構。快速列表的設計目的是為了解決普通鏈表在插入和刪除操作中的性能問題。快速列表通過在每個節點中維護一個指向前后節點的指針以及一個指向散列表的指針,實現了高效的插入、刪除和查找操作。
以下是 Redis 快速列表的工作原理:
節點結構:快速列表中的每個節點包含以下字段:
value
:存儲節點的值。prev
:指向前一個節點的指針。next
:指向后一個節點的指針。score
:用于實現跳表的分數。dict
:存儲鍵值對,用于實現散列表功能。跳表:快速列表通過跳表來實現快速的查找操作。跳表是一種有序的數據結構,它通過維護多個層級來加速查找過程。每個節點都有一個跳表層數,每一層都是一個有序的鏈表。在查找時,先從最高層開始查找,如果當前層的節點不滿足條件,則繼續查找下一層,直到找到滿足條件的節點或到達最底層。
散列表:快速列表中的每個節點還包含一個散列表(字典),用于存儲與節點值相關聯的鍵值對。這使得快速列表可以像其他 Redis 數據結構(如哈希表)一樣使用,提供了更多的功能。
插入操作:插入新節點時,首先創建一個新節點,并將其插入到當前節點的 next
指針所指向的位置。然后,更新相關節點的 next
和 prev
指針,以及跳表中的索引。最后,根據需要更新跳表的最高層索引。
刪除操作:刪除節點時,首先找到要刪除的節點的前一個節點,然后更新其 next
指針以跳過要刪除的節點。接著,更新相關節點的 prev
和 next
指針,以及跳表中的索引。最后,根據需要更新跳表的最高層索引。
查找操作:查找節點時,從最高層開始查找,沿著指針逐個訪問節點,直到找到滿足條件的節點或到達最底層。由于跳表的有序性,查找操作的時間復雜度為 O(log n)。
總之,Redis 快速列表通過結合雙向鏈表和跳表的優勢,實現了高效的插入、刪除和查找操作。這使得快速列表成為了一種非常適合用于緩存、消息隊列等場景的數據結構。