Redis数据结构——链表和字典

2、链表

链表提供了高效的节点重排能力，以及顺序性节点的访问方式，并且可以通过增删节点来灵活的调整链表的长度。

作为一种常用的数据结构，链表内置在很多高级的编程语言里面，因为Redis使用的C语言并没有内置这种数据结构，所以Redis自己构建了自己的链表实现。

链表在Redis中的应用十分广泛，比如列表键的底层实现之一就是链表，当一个列表键包含了数量比较多的元素时，又或者列表中包含的元素都是比较长的字符串时，Redis就会使用链表作为列表键的底层实现，除了列表键的底层是链表外，发布与订阅，慢查询，监视器等功能也用到了链表，Redis服务器本身还使用来保存多个客户端的状态信息，以及使用链表来保存多个客户端的状态信息，以及使用链表来构建客户端输出缓冲区。

2.1链表和链表节点的实现

每个链表节点用一个adlist.h/listNode结构来表示：

typedef struct listNode {
   
    //前置节点
    struct listNode *prev;
    
    //后置节点
    struct listNode *next;
    
    //节点的值
    void *value;
}listNode;

多个listNode可以通过prev和next指针组成双端链表，如图2-1所示：

虽然仅仅用listNode结构就可以组成链表，但使用adlist.h/list来持有链表的话，操作起来会更方便：

typedef struct list {
    //表头节点
    listNode *head;
    
    //表尾节点
    listNode *tail;
   
    //链表所包含的节点数量
    unsigned long len;
    
    //节点值复制函数
    void *(*dup) (void *ptr);
    
    //节点值释放函数
    void *(*free) (void *ptr);
    
    //节点值对比函数
    int (*match) (void *ptr,void *key);
}

list 结构为链表提供了head，表尾指针tail，以及链表的长度计数器len，而dup，free，和match成员则是用于实现多态链表所需的类型特定函数：

• 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函数则用于对比链表节点所保存的值和另一个输入值是否相等；

图2-2是由一个list结构和三个listNode 结构组成的链表。

Redis链表实现的特性可以总结如下

• 双端：链表节点带有prev 和next 指针，获取某个节点的前置节点和后置节点的时间复杂度都是O(1)；
• 无环：表头节点的prev指针和表尾指针的next指针都指向了NULL，对链表的访问以NULL为终点；
• 带表头指针和表尾指针：通过list结构的head指针和tail指针，程序获取链表的表头节点和表尾节点的时间复杂度为O(1)；
• 带链表长度计数器：程序使用list结构的len属性来对list 持有的链表节点进行进行计数，程序获得链表中节点数量的时间复杂度为O(1)；
• 多态：链表节点使用void *指针来保存节点值，并且可以通过list 结构的dup，free，match三个属性为节点设