redis-链表

1、redis源码使用C语言，C中并没有实现链表这种数据结构，所以redis构建了自己的链表实现

2、除了链表键之外，发布订阅、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

3、链表节点结构

typedef struct listNode {

    // 前置节点
    struct listNode *prev;

    // 后置节点
    struct listNode *next;

    // 节点的值
    void *value;

} listNode;

由节点结构可知，这是一个双向链表。为了让操作更方便，redis还定义了list结构，list结构为链表提供了表头指针head、表尾指针tail、链表长度计数器len

/*
 * 双端链表结构
 */
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;

4、redis链表实现特性

1）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)

2）无环

表头节点的prev指针和表尾节点next指针都指向NULL，对链表的访问以NULL为终点

3）带表头指针和表尾指针

程序获得链表的表头节点和表尾节点的复杂度为O(1)

4）带链表长度计数器

使用len字段来对链表持有的节点的个数进行计数，程序获取链表中节点数量的复杂度为O(1)

5）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

5、链表命令

1）lpush命令

lpush命令将一个或多个元素插入到列表的头部，如果指定的key不存在，则先创建一个空列表，如果指定的key不是一个list类型，则返回一个错误。

2）lrange命令

lrange命令来查看列表中指定范围的元素

3）lpushx命令

lpushx命令也用于在列表头部插入元素。与lpush不同的是，当指定key不存在时，该命令并不会创建一个空列表，二是不进行任何操作，直接返回

4）rpush命令

使用rpush命令从列表的尾部插入一个或多个元素

5）rpushx命令

rpushx命令从列表尾部插入元素。与rpush不同的是，当指定列表不存在时，该命令并不会创建一个空列表，而是直接返回。

6）lpop命令

lpop命令移除并返回list的表头元素。如果列表为空，则返回nil。

7）rpop命令

rpop命令移除并返回列表的尾部元素，如果列表为空，则返回nil。

8）lrem命令

lrem命令从列表中移除前count次出现的值为value的元素，返回被移除的元素个数。

9）ltrim命令

ltrim命令用于剪切指定列表，并保留下标范围为[start, stop]的元素。其中，start、stop均是从0开始计数的，也支持用负数来表示与列表尾部的偏移量。

以上只列举了部分链表的常用命令

6、链表创建、释放源码

/*
 * 双端链表结构
 */
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;

/* Free the whole list.
 *
 * This function can't fail. */
/*
 * 释放整个链表，以及链表中所有节点
 *
 * T = O(N)
 */
void listRelease(list *list)
{
    unsigned long len;
    listNode *current, *next;

    // 指向头指针
    current = list->head;
    // 遍历整个链表
    len = list->len;
    while(len--) {
        next = current->next;

        // 如果有设置值释放函数，那么调用它
        if (list->free) list->free(current->value);

        // 释放节点结构
        zfree(current);

        current = next;
    }

    // 释放链表结构
    zfree(list);
}