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Redis数据结构-链表

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概述

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

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缓冲区

Redis链表和链表节点的实现

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typedef struct listNode {

    // 前置节点
    struct listNode *prev;

    // 后置节点
    struct listNode *tail;

    // 节点的值
    void *value;
}listNode;
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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;

    // 节点值赋值函数
    void *(*dup)(void *ptr);

    // 节点值释放函数
    void (*free)(void *ptr);

    // 节点值对比函数
    int (*match)(void *ptr, void *key);
}

Redis链表实现的特性:

  • 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是O(1)
  • 带连表长度计数器
    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加密手机,所以链表可用于保存各种不同的值

重点回顾

  • 链表被广泛用于实现Redis的各种功能,比如列表键,发布与订阅,慢查询,监视器等
  • 每个链表节点由一个listNode结构来表示,每个节点都有一个指向前置节点的后置节点的指针,所以Redis的链表实现是双端链表
  • 每个链表使用一个list结构来表示,这个结构带有表头结点指针,表尾结点指针以及链表长度等信息
  • 因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向null,所以Redis的链表实现是无环链表
  • 通过为链表设置不同的类型特定函数,Redis的链表可以用于保存各种不同类型的值