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 prev
和 next
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
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。
2. 参考资料
http://redisbook.com/preview/adlist/implementation.html