Nginx数据结构学习

        在nginx源码中，用了大量的数据结构，现对在nginx源码中对数据结构常用的一种方法进行一些总结。

        nginx的事件模块的数据结构中定义了两个变量：timer，queue；结构体如下：

struct ngx_event_s {
    void            *data;
	……
    ngx_rbtree_node_t   timer;

    ngx_queue_t      queue;
	……
};

        其实timer变量是为了将ngx_event_s结构体能挂在一个红黑树结构上去；而queue变量则是为了将ngx_event_s结构体能挂在一个队列结构上去；后续借助offsetof()函数指向所查找结构体的初始位置。

        下面举一个比较容易理解的案例，对这种思想进一步加深理解。假如有一个学生的数据结构如下：

typedef struct {
    int ID;
	char name[10];
	int age;
} student;

        如果想将所有学生的信息存储在一个双向链表里，按照nginx处理数据结构的思想会出现如下结构体：

typedef struct {
    my_queue *pre;
	my_queue *next;
} my_queue;

typedef struct {
    int ID;
	char name[10];
	int age;
	my_queue queue;
} student;

        每个student结构体中的queue变量中的pre指针指向前一个student结构体中的queue变量； next指针指向后一个student结构体中的queue变量；结构图如下：

        遍历队列结构时，可通过offsetof()函数技术queue变量在结构体的相对位置，然后计算出Student 结构体的相对位置。

        具体案例代码如下：

/*******************************
* data: 2021-10-28
* author: lijd
*******************************/
#include 
#include 
#include 

typedef struct tMy_queue	my_queue;

typedef struct {
    my_queue *pre;
	my_queue *next;
} tMy_queue, *pMy_queue;

typedef struct {
    int Id;
	char name[10];
	int age;
	tMy_queue queue;
} tStudent, *pStudent;

// 定义队列头指针
static pMy_queue ptrQueueHead = NULL; 

// 队列头上加一个元素
void add_my_queue(pMy_queue ptrNode)
{
	ptrNode->next = ptrQueueHead;
	ptrNode->pre = NULL;
	
	if(ptrQueueHead != NULL)
	{
		ptrQueueHead->pre = ptrNode;
	}
	
	ptrQueueHead = ptrNode;
}

// 初始化队列结构
void init_func()
{
	int i = 0;
	pStudent ptrStu = NULL;
	for(i = 0; i < 10; i++)
	{
		ptrStu = (pStudent)malloc(sizeof(tStudent));
		memset(ptrStu, 0, sizeof(tStudent));
		
		ptrStu->Id = i;
		snprintf(ptrStu->name, 10, "Stu%d", i);
		ptrStu->age = 18 + i;
		
		add_my_queue(&ptrStu->queue);
	}
}

pStudent find_func(int studentId)
{
	pMy_queue ptr_queue = ptrQueueHead;
	pStudent  ptr_student = NULL;
	
	while(ptr_queue){
		
		// 获取queue结构所属的student结构
		ptr_student = (pStudent)((char *)ptr_queue - offsetof(tStudent, queue));
		
		if(ptr_student->Id == studentId)
		{
			return ptr_student;
		}
		
		ptr_queue = ptr_queue->next;
	}
	return NULL;
}

void exit_func()
{
	pStudent ptrStu = NULL;
	
	pMy_queue ptrQue = NULL;
	
	while(ptrQueueHead)
	{
		ptrQue = ptrQueueHead;
		
		if(ptrQueueHead->next)
		{
			((pMy_queue)(ptrQueueHead->next))->pre = NULL;
		}
		
		ptrQueueHead = ptrQueueHead->next;
		
		// 获取queue结构所属的student结构
		ptrStu = (pStudent)((char *)ptrQue - offsetof(tStudent, queue));
		
		// 释放资源
		free((void *)ptrStu);
	}
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	pStudent ptrStu = NULL;
	
	init_func();
	
	// 查找Id为6的学生
	ptrStu = find_func(6);
	
	if(ptrStu != NULL)
	{
		printf("Id:%d, name:%s, age:%d\n", ptrStu->Id, ptrStu->name, ptrStu->age);
	}
    
	exit_func();
	
    return 0;
}

        执行结果如下：