Redis源码分析--- 链表

Redis源码分析--- 链表

链表提供了高效的节点排重能力，以及顺序性的节点访问方式，并且可以通过增删节点来灵活地调整链表长度。

作为一种常用数据结构，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构建了自己的链表实现。

链表在Redis中的应用非常广泛，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，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。

integer列表键值的底层实现就会是一个链表，表中的每个节点都保存了一个整数值。

除了链表之外，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（output buffer），本书后续的章节将陆续对这些链表应用进行介绍。

   链表和链表节点的实现

每个链表节点使用一个adlist.h/listNode结构来表示：

typedef structure 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，如图所示：

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 （*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有保存的值；

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。

下图是由一个lsit结构和三个listNode结构组成的链表。

   Redis的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为终点。

带表头指针和表尾指针：通过lsit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）。

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）。

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，所以链表可以用于保存各种不同类型的值。