Redis链表

前言

链表作为一种常见的数据结构，一般都会内置在很多高级语言中。由于Redis使用的是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中应用广泛，比如列表建的底层实现之一就是链表。当一个列表键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，列表会使用链表作为列表键的底层实现。

除了链表键之外，发布于订阅，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。

一.链表和链表节点的实现

在redis源码中，每一个链表节点使用adlist.h/listNode结构来表示：

/* Node, List, and Iterator are the only data structures used currently. */

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

虽然使用多个listNode就可以组成链表，使用在Redis源码中使用adlist.h/list来持有链表，操作起来回更加方便。

typedef struct list {
    //表头节点
    listNode *head;
    //表尾节点
    listNode *tail;
    //节点复制函数
    void *(*dup)(void *ptr);
    //节点释放函数
    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;

list结构为链表提供了表头指针head，表尾指针tail，以及链表计数器len，而dup，free和match成员则是用实现多态链表所需的类型特定函数。

dup函数用于复制链表节点所保存的值
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一个输入值是否相等。

redis链表特性：

双端：链表节点listNode带有prev和next指针，获取某个节点的前置节点和后置节点的时间复杂度为O(1)。
无环：链表表头节点的prev指针和表尾节点tail指针都指向NULL，对链表的访问以NULL为终点。
带表头指针和带表尾指针：通过list结构的head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。程序使用链表数量的复杂度为O(1)。
多态：链表使用void*指针来保存节点值，并且可以通过list结构的dup，free，match三个属性为节点设置类型特定函数，所以链表可以用来保存各种不同类型的值。