C++实现Skip List(跳跃表):高并发环境下的性能分析与Lock-free实现

C++实现Skip List:高并发环境下的性能分析与Lock-free实现 大家好,今天我们来深入探讨一个经典的数据结构——跳跃表(Skip List),并着重关注其在高并发环境下的性能表现以及如何通过Lock-free技术来实现并发安全。 1. 跳跃表的基本原理 跳跃表是一种概率型数据结构,它通过维护多层链表来加速搜索。可以将其视为一个可以进行二分查找的有序链表。其核心思想是在一个有序链表的基础上,为某些节点增加额外的指针,形成多层结构,从而跳过一些不必要的节点,实现快速查找。 具体来说,跳跃表由多个层级组成,每一层都是一个有序链表。最底层(level 0)包含所有元素,而上面的层级则以一定的概率包含下层链表的节点。这种概率性的结构使得跳跃表在插入、删除和查找操作上都能达到近似O(log n)的时间复杂度,与平衡树(如红黑树)相当,但实现起来却相对简单。 以下是一个简单的跳跃表的示意图: Level 3: ∞ —————————————– 30 —————————————- ∞ …