redis数据结构(2)- 链表

最后更新:2020-04-02

Redis有六种基础数据结构:动态字符串,链表,字典,跳跃表,整数集合和压缩列表。

1. 链表

链表是一种比较常见的数据结构了,特点是易于插入和删除、内存利用率高、且可以灵活调整链表长度,但随机访问困难。许多高级编程语言都内置了链表的实现,但是C语言并没有实现链表,所以Redis实现了自己的链表数据结构

链表在Redis中应用的非常广,列表(List)的底层实现就是链表。此外,Redis的发布与订阅、慢查询、监视器等功能也用到了链表

链表上的节点定义如下,adlist.h/listNode

typedef struct listNode {
    // 前置节点
    struct listNode *prev;
    // 后置节点
    struct listNode *next;
    // 节点值
    void *value;
} listNode;

多个 listNode 可以通过 prevnext 指针组成双端链表

链表的定义如下,adlist.h/list

typedef struct list {
    // 链表头节点
    listNode *head;
    // 链表尾节点
    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;

每个节点listNode可以通过prev和next指针分布指向前一个节点和后一个节点组成双端链表,同时每个链表还会有一个list结构为链表提供表头指针head、表尾指针tail、以及链表长度计数器len,还有三个用于实现多态链表的类型特定函数

  • dup:用于复制链表节点所保存的值
  • free:用于释放链表节点所保存的值
  • match:用于对比链表节点所保存的值和另一个输入值是否相等

链表的结构图如下:

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。

2. 参考资料

http://redisbook.com/preview/adlist/implementation.html

Edgar

Edgar
一个略懂Java的小菜比