Redis基础数据结构-链表

前言

  托更了一天，因为新型肺炎疫情的影响，公司昨天开工了。长时间在家里待着，突然开工了。比较不适应，觉得比较疲惫，所以没更新，对不住，不会逃跑的。今天补上，本来想的是周末补4篇，有点过分了哈哈。
今天要分享的是Redis里面的第二个数据结构-链表。科班出身的大家，对这个结构都不陌生，所以不会啰嗦太多基础的东西。

干货开始

  Redis使用的C语言并没有链表这种结构，所以Redis构建了自己的链表实现。Redis列表键的底层实现之一就是链表。当一个链表键包含了数量比较多的元素，又或者列表中包含的元素都是比较长的字符串的时候，Redis就会使用链表作为列表键的底层实现。
  举个例子，以下展示的integers列表键包含了从1到1024共1024个整数：

image.png

  Integers列表键的底层实现就是一个链表，链表中的每个节点都保存了一个整数值。
  除了列表键之外，发布与订阅、慢查询、监视器等功能也用到了链表,Redis服务器 本身还使用链表参来保存多个 客户端的状态信息，以及使用链表来保存多个客户端输出缓冲区 (output buffer )。

  每个链表节点使用一个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:

image.png

  虽然仅仅使用多个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;

list结构为链表提供了表头指针head、表尾指针tail,以及链表长度计数器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3-2是由一个list结构和三个listNode结构组成的链表。

image.png

Redis的链表实现的特性可以总结如下：

1. 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复杂度都是O(1)
2. 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为终点。
3. 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复杂度为O(1)。
4. 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计数，程序获取链表中节点数量的复杂度为O(1)。
5. 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三个属性为节点值设置类型特定函数，所以链表可用于保存各种不同类型的值。

总结

1.链表被广泛用于实现Redis的各种功能，比如列表键、发布与订阅、慢査询、监视器等。
2.每个链表节点由一个listNode结构来表示，每个节点都有一个指向前置节点和后置节点的指针,所以Redis的链表实现是双端链表。
3.每个链表使用一个list结构来表示，这个结构带有表头节点指针、表尾节点指针， 以及链表长度等信息。
4.因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向NULL,所以Redis的链表实现是无环链表。
5.通过为链表设置不同的类型特定函数，Redis的链表可以用于保存各种不同类型的值。