【27-Redis设计与实现-链表】
2017-12-27 07:40
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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调整链表的长度。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。
除了链表键之外,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 )。
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 struct 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3-1 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 * (*dup) (void *Ptr); // 节点值释放函数 void (*free) (void *ptr); // 节点值对比函数 int (*mnatch) (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。
图3-2 是由一个list 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,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。
链表和链表节点的API
表3-1 列出了所有用于操作链表和链表节点的API。相关文章推荐
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