Redis系列(二)底層數據結構之雙端鏈表

• 前言
• 定義
• 優劣
  • 雙向鏈表
  • 無環鏈表
  • 帶有頭指針和尾指針
  • 帶有長度計數器
• 總結
• 參考文章
• 聯繫我

前言

Redis 已是你們耳熟能詳的東西了，平常工做也都在使用，面試中也是高頻的會涉及到，那麼咱們對它究竟瞭解有多深入呢？

我讀了幾本 Redis 相關的書籍，嘗試去了解它的具體實現，將一些底層的數據結構及實現原理記錄下來。

本文將介紹 Redis 中最基礎的 linkedlist(雙端鏈表) 的實現方法。它是 Redis 的列表鍵的底層實現之一。

若是你對鏈表的基礎定義沒有一些瞭解的話，建議先去簡單學習一下。

定義

鏈表，是一個很是經常使用的數據結構，在不少編程語言裏都有實現，好比 Java 中的 LinkedList. 可是 C 語言沒有。而 Redis 又須要頻繁的使用鏈表，因此 Redis 本身實現了一個雙端鏈表。

鏈表節點的定義：

typedef struct listNode{
  // 前置節點
  struct listNode *prev;
  // 後置節點
  struct listNode *next;
  // 節點的值
  void *value;
}listNode
複製代碼

經過這個節點，咱們就能夠構造出來一個鏈表了。

可是 Redis 爲了更好的操做，封裝了一個鏈表結構 list. 結構以下：

typedef struct list {
  // 表頭結點
  listNode *head;
  // 表尾節點
  listNode *tail;
  // 鏈表所包含的節點數量
  unsigned long len;
  // 其餘函數
  ...
}list;
複製代碼

list 結構爲鏈表提供了表頭指針 head, 表尾指針 tail, 以及鏈表長度的計數器 len. 來方便的對鏈表進行一個雙端的遍歷，或者查看鏈表長度。

下圖是一個 list 結構，其中包含了三個 listNode.

優劣

雙向鏈表

從 listNode 的結構咱們能夠看到，包含了前直接點和後置節點。因此能夠很方便的進行正向和反向的遍歷。

無環鏈表

表頭結點的 prev 指針和表尾結點的 next 指針都只想 null, 因此 Redis 的鏈表是一個無環鏈表。

帶有頭指針和尾指針

在 list 結構中，保存了當前鏈表的表頭指針和表尾指針，所以能夠快速的從頭進行遍歷或者從尾部開始遍歷。

帶有長度計數器

list 結構中保存了當前鏈表長度的長度，所以對鏈表長度的統計時間複雜度是 O(1).

總結

鏈表是一個比較經常使用的數據結構，在不少編程語言中都有實現，讀者們接觸也不少。所以本文沒有專門去強調它的實現方法，而是大概介紹了下 Redis 中的鏈表的一個結構及其主要特性：

1. Redis 的鏈表是雙端鏈表。
2. 封裝了 list 結構，保存了鏈表的頭尾指針以及鏈表長度。
3. Redis 的鏈表是無環鏈表。

參考文章

《Redis 的設計與實現（第二版）》

完。

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