Redis-链表

链表作为一种常用的数据结构，提供了高效的节点重排能力，以及顺序性节点访问方式。并且可以通过增删来灵活的调整链表的长度。在许多高级语言中都有链表的实现。然而，Redis使用了C语言并没有实现这种数据结构。因此Redis自己实现了链表。

链表和链表节点的实现

每一个链表使用一个adlist.h/listNode结构来实现

typedef struct listNode{

  struct listNode *prev; //前置节点

  struct listNode *next; //前置节点

  void *value; //节点的值

}listNode;

多个listNode可以通过由prev和next指针组成的双向链表如下图：

由prev和next指针组成的双向链表

虽然使用listNode结构可以组成双向链表，但是为了操作方便可以使用adlist.h/list来持有链表。定义如下：

typedef struct list{
  
  listNode * head; //头结点

  listNode * tail; //尾节点

  unsigned long len; //链表所包含的节点数量

  void *(*dup) (void *ptr); //节点值复制函数

  void (*free) (void *ptr); //节点值释放函数

  void (*match)(void *ptr,void *key); //节点值对比函数

}list;

list中为链表提供了表头指针head和表尾指针tail以及计算链表持有节点数据量的len，而dup函数用于复制链表节点所保存的值，free函数用于释放链表节点所保存的值，match函数用于对比链表节点保存的的值和；另一个输入的值是否相等。

由list和listNode组成的链表

Redis链表的特征

• 双向：链表节点带有prev和next指针，获取某一个节点的前置节点和后置节点的复杂度都是O(1)。
• 无环：表头节点的prev指针和表尾节点的next指针都指向NULL，对链表的访问以NULL结束。
• 带表头和表尾指针：通过list的head和tail指针，程序获得链表的表头和表尾节点的复杂度为O(1)。
• 带链表长度计数器：通过list的len，程序获取链表长度的复杂度为O(1)。
• 多态：链表节点使用void*指针来保存节点值，可以通过函数dup,free,match对节点的值进行操作，所以链表可以保存不同的类型的值。

总结

• 链表被广泛用于实现Redis的各种功能。如：链表键，发布与订阅，慢查询，监视器等。

链表 API

函数	作用	时间复杂度
listSetDupMethod	将给定的函数设置为链表的节点值复制函数	O(1)
listGetDupMethod	返回链表当前正在使用的节点值复制函数	复制函数可以通过链表的 dup 属性直接获得， O(1)
listSetFreeMethod	将给定的函数设置为链表的节点值释放函数。	O(1) 。
listGetFree	返回链表当前正在使用的节点值释放函数	释放函数可以通过链表的 free 属性直接获得， O(1)
listSetMatchMethod	将给定的函数设置为链表的节点值对比函数	O(1)
listGetMatchMethod	返回链表当前正在使用的节点值对比函数。	对比函数可以通过链表的 match 属性直接获得， O(1)
listLength	返回链表的长度（包含了多少个节点）。	链表长度可以通过链表的 len 属性直接获得， O(1)
listFirst	返回链表的表头节点。	表头节点可以通过链表的 head 属性直接获得， O(1)
listLast	返回链表的表尾节点	表尾节点可以通过链表的 tail 属性直接获得， O(1)
listPrevNode	返回给定节点的前置节点	前置节点可以通过节点的 prev 属性直接获得， O(1)
listNextNode	返回给定节点的后置节点	后置节点可以通过节点的 next 属性直接获得， O(1)
listNodeValue	返回给定节点目前正在保存的值	节点值可以通过节点的 value 属性直接获得， O(1)
listCreate	创建一个不包含任何节点的新链表	O(1)
listAddNodeHead	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表头	O(1)
listAddNodeTail	将一个包含给定值的新节点添加到给定链表的表尾	O(1)
listInsertNode	将一个包含给定值的新节点添加到给定节点的之前或者之后	O(1)
listSearchKey	查找并返回链表中包含给定值的节点	O(N) ， N 为链表长度
listIndex	返回链表在给定索引上的节点	O(N) ， N 为链表长度
listDelNode	从链表中删除给定节点	O(1)
listRotate	将链表的表尾节点弹出，然后将被弹出的节点插入到链表的表头， 成为新的表头节点	O(1)
listDup	复制一个给定链表的副本	O(N) ， N 为链表长度
listRelease	释放给定链表，以及链表中的所有节点	O(N)，N 为链表长度