Redis底层数据结构之双端链表

链表这种数据结构相信大家也不陌生，有很多类型，比如单向链表，双向链表，循环链表等，链表相对于数组来说，一是不需要连续的内存块地址，二是删除和插入的时间复杂度是 O(1) 级别的，非常的高效，但比不上数组的随机访问查询方式。

一样的那句话，没有最好的数据结构，只有恰到好处的数据结构，比如我们后面要介绍的更高层次的数据结构，字典，它的底层其实就依赖的链表规避哈希冲突，具体的我们后面再说。

redis 中借助 C 语言实现了一个双向链表结构：

struct listNode{
    // 前一个节点的指针
    struct listNode *prev;
    // 后一个节点的指针
    struct listNode *next;
    // 节点值
    void *value;
};

prev 指针指向前一个节点，next 指针指向后一个节点，value 指向当前节点对应的数据对象。我盗一张图描述整个串联起来的链表结构：

虽然我通过链表的第一个头节点就可以遍历整个链表，但在 redis 向上封装了一层结构，专门用于表示一个链表结构：

struct list {
    // 表头节点
    listNode *head;
    // 表尾节点
    listNode *tail;
    // 链表长度
    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);
    // 节点值比对函数
    int (*match)(void *ptr,void *key)
}

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。

Redis链表的特性和优点:

由于是双向链表，具有前后节点的指针引用，所以对获取这两个节点的时间复杂度为O(1)。
通过链表长度len属性，获取长度的时间复杂度为O(1) 。
由于节点值是一个指针，所以value可以指定任何类型。
头节点的前指针和尾结点的后指针都为NULL，是无环的