是否有等效于 Redis 排序集 (zset) 的 Java 数据结构

Question

Redis 有一种数据结构，称为有序集。

接口大致是 SortedMap 的接口，但按值而不是键排序。 我几乎可以使用 SortedSet，但它们似乎假定静态排序值。

是否有类似概念的规范 Java 实现？

我的直接用例是在每个元素上构建一个带有 TTL 的集合。 地图的值将是过期时间，我会定期修剪过期元素。 我还可以定期调整到期时间。

Answer 1

所以……有几件事。

首先，确定您将更多地使用哪种访问。 如果您将执行更多 HashMap 操作（获取、放置）而不是访问排序列表，那么您最好只使用 HashMap 并在您想要修剪集合时对值进行排序。

至于修剪集合，听起来您只想删除时间小于某个时间戳的值，而不是删除最早的 n 个项目。 如果是这种情况，那么您最好仅根据值是否满足条件来过滤 HashMap。 这可能比尝试先对列表进行排序然后删除旧条目要快。

Answer 2

由于您需要两个独立的条件，一个在键上，另一个在值上，因此在大量数据上的最佳性能可能需要两种数据结构。 您可以依赖常规 Set 并分别在 PriorityQueue 中按 TTL 排序插入相同的对象。 可以通过写入包含附加 TTL 的对象字段来实现 TTL； 然后，当你移除下一个对象时，你检查是否有额外的 TTL，如果有，你用这个新的 TTL 和额外的 TTL = 0 把它放回去 [我建议这样做，因为从 PriorityQueue 中移除的成本是 O( n)]。 这将产生 O(log n) 时间来移除下一个对象（+ 由于碰撞的 TTL 产生的成本，这将取决于它发生的频率）和插入，以及 O(1) 或 O(log n) 的碰撞时间一个 TTL，取决于您选择的 Set 的实现。

当然，最简洁的方法是设计一个封装所有这些的新类。

此外，如果您的数据集不是很大，那么所有这些都是多余的。

Answer 3

看看ExpiringMap 。 Guava 的缓存也可能适用于您的用例。

Answer 4

您可以使用两种数据结构的组合来实现它。 键到分数的排序映射。 以及分数到键的排序反向映射。

在 Java 中，通常这些将使用 TreeMap 实现（如果我们坚持标准的集合框架）。

Redis 使用跳过列表来维护排序，但跳过列表和平衡二叉搜索树（例如 TreeMap）都用于提供平均 O(log(N)) 访问。

对于给定的排序集，我们可以将其实现为一个独立的类，如下所示：

class SortedSet {
  TreeMap<String, Integer>> keyToScore;
  TreeMap<Integer, Set<String>>> scoreToKey

  public SortedSet() {
    keyToScore= new TreeMap<>();
    scoreToKey= new TreeMap<>();
  }

  void addItem(String key, int score) {
    if (keyToScore.contains(key)) {
      // Remove old key and old score
    }
    // Add key and score to both maps 

  }

  List<String> getKeysInRange(int startScore, int endScore) {
     // traverse scoreToKey and retrieve all values
  }

  ....

}