面试题：Redis有序集合对象实时更新时如何处理分数相同的元素

Question

在Redis有序集合对象实时更新策略的场景下，如果有多个元素的分数相同，在插入新元素或更新已有元素分数时，Redis是如何维持集合的有序性以及相关数据结构的？请简要阐述其原理及实现方式。

Answer 1

1. 原理：
   • Redis的有序集合（Sorted Set）底层数据结构是跳跃表（Skip List）和字典（Dict）。当多个元素分数相同时，在跳跃表中按照字典序进行排序。
   • 插入新元素或更新已有元素分数时，为维持有序性，跳跃表需要调整节点位置，而字典用于快速定位元素，保证操作的时间复杂度。
2. 实现方式：
   • 插入新元素：
     • 先在字典中检查元素是否已存在，如果不存在，则在跳跃表中找到合适的插入位置。由于分数相同按字典序，会在相同分数元素中找到合适的字典序位置插入新节点。同时更新跳跃表的高度、层数等相关属性。
     • 插入后字典添加新元素与节点的映射，保证可以通过元素快速定位跳跃表节点。
   • 更新已有元素分数：
     • 首先通过字典快速定位到跳跃表中的节点。
     • 如果新分数与旧分数不同，从跳跃表中删除该节点，再根据新分数在跳跃表中找到合适位置插入，这个过程同样要考虑相同分数下的字典序问题。
     • 更新字典中元素与新节点的映射关系，确保数据一致性。