跳跃表

跳跃表是一种随机化数据结构,基于并联的链表,其效率可比拟于二叉查找树(对于大多数操作需要O(log n)平均时间),并且对并发算法友好。

ConcurrentSkipListSet、ConcurrentSkipListMap没有使用锁,所有操作都是可以并行的,包括写。

跳跃表是基于链表实现的,在链表的基础上加了多层索引结构。

举个简单的例子:

2    3    6    7    9    12    17    19    21    25

图中最下面一层就是最基本的单向有序链表,虽然有序,但是与数组不同,我们不能直接能通过索引定位,不能进行二分查找。

    为了快速查找,跳跃表就有了多层索引结构,如3和7。高层的索引节点少,低层的索引节点多。统计概率上,第一层索引节点是实际元素的1/2,第二层索引节点是第一层的1/2,逐层减半,但并不是绝对的、有随机性,只是大致如此。

    每个索引节点有两个指针,一个向右,指向同层下一个节点;一个向下,指向下层节点。

    有了这个结构,就可以大至进行二分查找了。查找元素总是从最高层开始,将待查值与下一个索引节点进行比较,如果大于索引节点,就向右移动继续比较,如果小于索引节点,则向下移动到下一层进行比较,如下图描述了查找值6和21的过程。

如值6的查找过程:

与7相比,小于7;

向下移动与3相比较,大于3;

向右与6相比,找到6;

如值21的查找过程:

与7比较,大于7;

向右移动与19相比,大于19;

向右移动与25相比,小于25;

向下层与右相比较,找到21;

查找性能与二叉树类似O(log(n)) ,这个结构的保持也与二叉树类似,在更新过程中保持。

保存到基本链表,找到待插入的位置。

更新索引层。

插入元素、往链表写入一个元素2,元素2会往几层索引上写是一个概率。

    如我们定义跳表的最高层为MAX=2,那么任意一个元素写入一层索引的概率1/2,写入二层索引的概率为1/4。

删除元素、直接删除元素,然后调整一下删除元素后的指针即可。跟普通的链表删除操作完全一样。

    对于Java ConcurrentSkipListMap,不是直接进行真正的删除操作,为了避免并发冲突,有一个复杂的标记过程,在内部遍历操作过程中进行真正的删除。

Java ConcurrentSkipListMap的实现非常复杂,有兴趣的同学可以参考其源码,具体我们就不再深入探讨。

如果不需要并发,可以以一种更高效的结果,把数据与所有层的索引都放在一个节点中。

Redis中也有对跳表的实现,有兴趣的同学也可以研究一下。

https://sourcegraph.com/github.com/antirez/redis@fe43406/-/blob/src/server.h#L795:9

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,544评论 6 501
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,430评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,764评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,193评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,216评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,182评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,063评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,917评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,329评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,543评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,722评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,425评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,019评论 3 326
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,671评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,825评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,729评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,614评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容