Nginx源码初探之数据结构 - 队列数据结构

队列介绍

       队列是有序集合，先进先出FIFO，队列的概念很好理解，队列的应用也非常广泛如：循环队列、阻塞队列、并发队列、优先级队列等。Nginx数据结构是循环队列，prev前置节点环和next后置节点环。

       Nginx链表还是非常有特色的，它是一种轻量级链表，这种链表不包含数据内容，只包含前后节点指针。在使用的时候需要作为带有节点变量的结构体（宿主）的成员变量存在（寄宿链表）。这个结构并非Nginx独有，比如Linux操作系统的链表

1.数据结构

typedef struct ngx_queue_s  ngx_queue_t;

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

2.操作

        ngx_queue_t是轻量级链表操作非常好理解，就是维护节点关系，保证双链表结构。这些和关于双链表的基本操作是相同的，Nginx代码很清晰可自行查看。

2.1获取节点内容
根据寄宿链表获取节点内容的原理来获取ngx_queue_t的内容：
1.宿主结构体本身看做一个连续的内存区域
2.利用offsetof宏计算出寄宿链表成员变量相对于结构体起始位置的偏移量
3.寄宿链表的起始地址-寄宿链表成员变量相对于结构体起始位置的偏移量=结构体的起始位置

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

2.2获取中间节点
这是个很机巧的问题，双路遍历，移动速度相差一倍，速度快的指针到达末尾时，速度慢的就在中间位置。

ngx_queue_t *
ngx_queue_middle(ngx_queue_t *queue)
{
    ngx_queue_t  *middle, *next;
     /*1.首尾相等，只有一个节点直接返回*/
    middle = ngx_queue_head(queue);

    if (middle == ngx_queue_last(queue)) {
        return middle;
    }

    next = ngx_queue_head(queue);
    /*2.双路遍历，middle遍历用于获取中间节点，next遍历用于寻找last节点。由于next遍历是middle遍历的2倍，所以当next遍历到last节点时，middle遍历到中间节点*/
    for ( ;; ) {
        middle = ngx_queue_next(middle);

        next = ngx_queue_next(next);

        if (next == ngx_queue_last(queue)) {
            return middle;
        }

        next = ngx_queue_next(next);

        if (next == ngx_queue_last(queue)) {
            return middle;
        }
    }
}

     Nginx的队列吸取了Linux系统的很多特点，具有轻量级，速度快的特点。