Redis(二):链表(Linked List)

链表

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。

作为一种常用的数据结构,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中应用非常广泛,比如列表建的底层实现之一就是链表,当一个列表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会使用链表作为列表键的底层实现。

举个例子,以下展示的integers列表键包含了从1到1024共一千零二十四个整数:


integers列表键的底层实现就是一个链表,链表中的每个节点都保存了一个整数值。

除了链表键之外,发布与订阅,慢查询,监视器等功能也都用到了链表,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。

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{
   struct listNode *prev;
   struct listNode *next;
   void *value;
}listNode;

多个listNode可以通过prev和next指针组成双端链表,如下图所示。


虽然仅仅使用多个listNode结构就可以组成链表了,但是这样对链表的操作效率不高。所以有了一个新的数据结构。adlist.h/list

typedef struct list{
   listNode *head;
   listNode *tail;
   unsigned long len;
   void *(*duo)(void *ptr);
   void *(*free)(void *ptr);
   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,以及链表的长度计算器len,而dup、free和match成员则是用于实现动态链表所需的类型和特定函数:

  • dup函数用于复制链表所保存的值;
  • 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外一个输入值是否相等。

下图是由一个list结构和三个listNode结构组成的链表


Redis的链表实现的特征可以总结如下:

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时间复杂度是O(1)。

带链表长度计算器: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时间复制读是O(1)。

多态:链表节点使用void*指针来保存节点值,并且通过list结构的dup,free,match等三个属性为节点值设置类型特定函数,所以链表可以保存各种不同类型的值

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转载自blog.csdn.net/qq_24210767/article/details/80319525
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