Redis中的双端链表实现

Redis  /  管理员 发布于 7年前   250

adlist作为Redis中的双端链表，在Redis中被广泛的应用到了很多地方，比如 slowlog的存储，主从复制中报错客户端，list数据结构的实现等，很多都与此相关，所以也是非常重要的一个数据结构。

一）、Redis中双端链表的数据结构

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双端链表（以下代码定义在 src/adlist.h）：

typedef struct list {    listNode *head;    //指向链表的第一个节点    listNode *tail;    //指向链表的最后一个节点    //复制链表节点时候的回调函数，由于链表节点可以任意类型的数据，不同类型操作不同，故而用回调函数去特殊处理    void *(*dup)(void *ptr);    void (*free)(void *ptr);     //释放链表节点内存时候的回调函数，理由同上    int (*match)(void *ptr, void *key);    //比较链表节点值的回调函数，用于自定义比较，理由同上    unsigned long len;  //当前列表节点数量} list;

双端链表的节点（以下代码定义在 src/adlist.h）：

typedef struct listNode {    struct listNode *prev;   //当前节点的上一个节点    struct listNode *next;   //当前节点的下一个节点    void *value;     //当前节点存储的值，可以任意类型} listNode;

list 通过 head 和 tail两个指针分别指向链表的头尾两端，使得遍历链表可以从正反两个顺序进行遍历，而 listNode 的void *value，则可以保存任意数据，并可以通过dup，free，match来自定义如何处理listNode的值。

二、双端链表的简单操作

创建链表（以下代码定义在 src/adlist.c）：

list *listCreate(void){    struct list *list;    //初始化链表        //为链表分配内存    if ((list = zmalloc(sizeof(*list))) == NULL)        return NULL;    //为空链表设置初始值    list->head = list->tail = NULL;    list->len = 0;    list->dup = NULL;    list->free = NULL;    list->match = NULL;    return list;}

追加到链表结尾（以下代码定义在 src/adlist.c）：

list *listAddNodeTail(list *list, void *value){    listNode *node;    //初始化node节点    //为新的node节点分配内存    if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL)        return NULL;    //为node节点设置值    node->value = value;        if (list->len == 0) {        //如果空链表则 将头尾指向 新节点 并后继前驱节点设置为NULL        list->head = list->tail = node;        node->prev = node->next = NULL;    } else {        //否则将节点的前驱节点设置为原来的尾部节点        node->prev = list->tail;        //由于追加到尾部，后继节点为NULL        node->next = NULL;        //之前的尾部节点的后继节点设置为新增的节点        list->tail->next = node;        //将列表的尾部节点指针指向新增的节点        list->tail = node;    }    //增加链表长度    list->len++;    return list;}

遍历链表：

常用的遍历链表有两种方式，一个是根据链表长度通过while循环去手动遍历，还有一种是用Redis双端链表提供的迭代器来遍历。

手动遍历（以下代码定义在 src/adlist.c 中的 内存释放函数）：

void listRelease(list *list){    unsigned long len;    //current表示当前遍历的游标指针，next表示下次遍历的游标指针（next作为临时变量用于保存下一个节点）    listNode *current, *next;    //将current指向头部节点    current = list->head;    //计算长度（其实就是 listLength(list)）    len = list->len;    //通过长度递减的方式进行遍历，便利到长度为0的时候，遍历结束    while(len--) {        //保存下次循环的节点指针        next = current->next;        //释放掉当前节点，如果设置释放节点的回调函数，则执行用户自定义的函数        if (list->free) list->free(current->value);        zfree(current);        //将游标指向下个节点        current = next;    }    zfree(list);}

迭代器方式遍历请见下文。

三）、双端链表的迭代器

Redis 为了方便对链表的迭代，对链表进行了迭代器的封装，迭代器结构如下（以下代码定义在 src/adlist.h）：

typedef struct listIter {    listNode *next;    //迭代器指向的下一个节点    //迭代方向，由于双端链表保存了head和tail的值，所以可以进行两个方向的迭代    //AL_START_HEAD表示从头向后遍历，AL_START_TAIL表示从尾部向前遍历    int direction;} listIter;

迭代器使用实例：

//l表示list结构，n表示listNode结构，listNode的值保存的是sds字符串//创建迭代器对象iter = listGetIterator(l, AL_START_HEAD);//循环获取下一个需要遍历的节点while ((n = listNext(iter))) {    //输出返回的节点n的value值    printf("Node Value: %s\n", listNodeValue(n));}

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