nginx的基本数据类型-双向链表

双向链表的设计：

1）、双向链表的节点数据结构定义如下：

typedef struct ngx_queue_s  ngx_queue_t;

struct ngx_queue_s {
    ngx_queue_t  *prev;
    ngx_queue_t  *next;
};

初看这个结构体很奇怪，链表的所有的节点都是ngx_queue_t类型的结构体，数据去哪儿了？

这就是nginx的链表设计巧妙的地方，如果需要创建双向链表，无需再数据结构体中定义prev和next，只需要添加一个ngx_queue_t成员就可以；通过结构体的
ngx_queue_t成员的偏移量可以获取的结构体的首地址，然后通过强制类型转换就可以得到结构体类型的指针。

不妨先分析下nginx提供的ngx_queue_data方法，定义如下：

#define ngx_queue_data(q, type, link)                                         \
    (type *) ((u_char *) q - offsetof(type, link))

offsetof(type, link)是link在type中的偏移量

(u_char *) q - offsetof(type, link)得到数据结构体的首地址

通过(type *)强制转换就取到了一个结构体类型的指针。

2）、nginx的双向链表有一个哨兵指针，该指针是链表的起始指针，它不属于任何数据结构体，也就是说该节点没有数据。

3）、nginx的双线链表实则是双向环形链表，哨兵指针的prev成员指向他的尾节点，而尾节点的next成员则指向了哨兵节点。

综上所述，一个链表可以如下图所示：

提供的一些链表操作方法：

1）、初始化q链表,初始后q的prev和next都指向自己

#define ngx_queue_init(q)                                                     \
    (q)->prev = q;                                                            \
    (q)->next = q

2）、判断h是否为空，如果h的prev指向的还是自己，说明是空链表

#define ngx_queue_empty(h)                                                    \
    (h == (h)->prev)

3）、在链表头部插入x节点，即是在h之后插入x节点

#define ngx_queue_insert_head(h, x)                                           \
    (x)->next = (h)->next;                                                    \
    (x)->next->prev = x;                                                      \
    (x)->prev = h;                                                            \
    (h)->next = x

4）、在q节点之后插入x节点

#define ngx_queue_insert_after   ngx_queue_insert_head

5）、将x节点插入到链表尾部，也就是h的前面

#define ngx_queue_insert_tail(h, x)                                           \
    (x)->prev = (h)->prev;                                                    \
    (x)->prev->next = x;                                                      \
    (x)->next = h;                                                            \
    (h)->prev = x

6）、获取链表的首个节点，也就是h的next指向的节点

#define ngx_queue_head(h)                                                     \
    (h)->next

7）、获取尾节点，也就是h的prev指向的节点

#define ngx_queue_last(h)                                                     \
    (h)->prev

8）、获取哨兵指针，也就是h

#define ngx_queue_sentinel(h)                                                 \
    (h)

9）、获取的q的下一节点

#define ngx_queue_next(q)                                                     \
    (q)->next

10）、获取q的前一节点

#define ngx_queue_prev(q)                                                     \
    (q)->prev

11）、将x节点从链表中删除

#define ngx_queue_remove(x)                                                   \
    (x)->next->prev = (x)->prev;                                              \
    (x)->prev->next = (x)->next

12）、将h链表从q节点拆分成h和n两个链表，n的首个节点是q

#define ngx_queue_split(h, q, n)                                              \
    (n)->prev = (h)->prev;                                                    \
    (n)->prev->next = n;                                                      \
    (n)->next = q;                                                            \
    (h)->prev = (q)->prev;                                                    \
    (h)->prev->next = h;                                                      \
    (q)->prev = n;

13）、h链表和n链表合并，n追加到h链表的后面

#define ngx_queue_add(h, n)                                                   \
    (h)->prev->next = (n)->next;                                              \
    (n)->next->prev = (h)->prev;                                              \
    (h)->prev = (n)->prev;                                                    \
    (h)->prev->next = h;

14）、获取数据结构体指针

#define ngx_queue_data(q, type, link)                                         \
    (type *) ((u_char *) q - offsetof(type, link))

PS：作者也正处在nginx源码研究的阶段，不足之处还请指正，共同探讨。