Redis设计与实现-1.数据结构

Posted 2021-02-27 名字可以起这么长

链表简介

       链表提供了高效的节点重排能力，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跳转链表的长度。

       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中的应用非常多，比如列表键的底层实现之一就是链表，发布与订阅、慢查询、监视器等功能也用到了链表，Redis服务器本身还是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)。

链表和链表节点的实现

每个链表的节点都是一个adlist.h/ listNode结构

typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;//前置节点
    struct listNode *next;//后置节点
    void *value;//节点的值
} listNode;

 

       虽然使用多个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;
//节点值复制函数
void *(*dup)(void *ptr);
//节点值释放制函数
void (*free)(void *ptr);
//节点值对比函数
int (*match)(void *ptr, void *key);
//链表所包含的节点数量
    unsigned long len;
} list;

Redis的链表特性总结

• 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指针和表位节点的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)。
• 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，所以获取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。