redis 链表和链表节点的实现

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列表对象的编码可以是 ziplist(压缩列表) 或者 linkedlist(双端列表).

每个链表节点使用一个 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 prevnext 指针组成双端无环链表:

clipboard.png

虽然仅仅使用多个 listNode 结构就可以组成链表, 但使用 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 (*match)(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 dupfreematch 成员则是用于实现多态链表所需的类型特定函数:

  • up 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.

clipboard.png

Redis 的链表实现的特性可以总结如下:

  • 双端: 链表节点带有 prevnext 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 dupfreematch 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.
值得注意的是:
listNode 占用 24 字节.
list 占用 48 字节.

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