Nginx源码初探之数据结构 - 链表数据结构

ngx_list_t 介绍
        ngx_list_t是Nginx中使用的较为频繁的数据结构，数据内容基于指针获取，内存分配基于内存池进行。由于数据内容存放的是指针，所以理论上ngx_list_t可以用来构建多维链表甚至是网络结构，只是Nginx原始代码封装的函数中并不涉及这些数据结构的操作（实际上也不需要）。

1.数据结构

        Nginx链表的数据结构包含两个部分ngx_list_part_s和ngx_list_t。ngx_list_part_s为数据节点，每个数据节点都包含数据指针和链表数据已存入数据个数和下一节点的位置。

struct ngx_list_part_s {
    void             *elts;
    ngx_uint_t        nelts;/*已存储元素个数*/
    ngx_list_part_t  *next;
};

ngx_list_t负责链表的管理和操作，表头结构如下。

typedef struct {
    ngx_list_part_t  *last;/*链表最后一个节点的位置*/
    ngx_list_part_t   part;/*链表第一个节点*/
    size_t            size;/*链表中每个元素的大小，内存分配同样是等尺寸内存卡分配，便于管理*/
    ngx_uint_t        nalloc;/*链表已分配的元素个数*/
    ngx_pool_t       *pool;/*链表分配内存所在内存池*/
} ngx_list_t;

2.基本操作
2.1初始化链表

         初始化逻辑很简单，先在内存池中分配第一个节点，然后将最后一个节点指向第一个节点，最后更新链表的管理信息就可以了。

static ngx_inline ngx_int_t
ngx_list_init(ngx_list_t *list, ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    list->part.elts = ngx_palloc(pool, n * size);
    if (list->part.elts == NULL) {
        return NGX_ERROR;
    }

    list->part.nelts = 0;
    list->part.next = NULL;
    list->last = &list->part;
    list->size = size;
    list->nalloc = n;
    list->pool = pool;

    return NGX_OK;
}

2.2创建链表

ngx_list_t *
ngx_list_create(ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    ngx_list_t  *list;

    list = ngx_palloc(pool, sizeof(ngx_list_t));
    if (list == NULL) {
        return NULL;
    }

    if (ngx_list_init(list, pool, n, size) != NGX_OK) {
        return NULL;
    }

    return list;
}

2.3添加元素

          添加元素时返回最后一个元素之争，然后在外部逻辑中添加元素内容。

void *
ngx_list_push(ngx_list_t *l)
{
    void             *elt;
    ngx_list_part_t  *last;

    last = l->last;

    if (last->nelts == l->nalloc) {

        /* the last part is full, allocate a new list part */

        last = ngx_palloc(l->pool, sizeof(ngx_list_part_t));
        if (last == NULL) {
            return NULL;
        }

        last->elts = ngx_palloc(l->pool, l->nalloc * l->size);
        if (last->elts == NULL) {
            return NULL;
        }

        last->nelts = 0;
        last->next = NULL;

        l->last->next = last;
        l->last = last;
    }

    elt = (char *) last->elts + l->size * last->nelts;
    last->nelts++;

    return elt;
}

       Nginx链表结构可以根据需要动态分配内存，从而有效的避免的内存的过度分配，这点对于节约内存很有好处，需要注意的一点是在大量数据的push操作时会带来内存申请频率增大的问题。