Redis源码解析：02链表

        链表提供了高效的节点重排能力，以及顺序性的节点访问方式，因为Redis使用的C语言并没有内置这种数据结构，所以Redis自己实现了链表。

        链表在Redis中的应用非常广泛，比如列表的底层实现之一就是链表。当一个列表中包含的元素比较多时，又或者列表中包含的元素都是比较长的字符串时，Redis就会使用链表作为列表的底层实现。

        除了列表之外，Redis中的发布与订阅、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。

 

        在adlist.h中，链表节点的定义如下：

typedef struct listNode {    struct listNode *prev;    struct listNode *next;    void *value;} listNode;

        多个listNode可以通过prev和next指针组成双向链表，如下图所示：

        在adlist.h中，还定义了链表结构：

typedef struct list {    listNode *head;    listNode *tail;    void *(*dup)(void *ptr);    void (*free)(void *ptr);    int (*match)(void *ptr, void *key);    unsigned long len;} list;

        list结构为链表提供了头指针head、尾指针tail，以及链表长度计数器len，而函数指针dup，free和match则是用于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的值；

        free函数用于释放链表节点的值；

        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。

 

        下图是由一个list结构和三个listNode结构组成的链表：

        Redis的链表实现的特性可以总结如下：

        双向：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时间复杂度都是O(1)；

        无环：表头节点的prey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；

        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和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。

 

        adlist.c是链表的实现源码文件，其中的代码都比较简单。比较有意思的是它内部实现了一个链表迭代器listIter，它的结构体定义如下：

typedef struct listIter {    listNode *next;    int direction;} listIter;

        其中，next表示使用迭代器当前指向的链表节点，对迭代器调用next操作，就返回该指针，并将next指向下一个节点。direction就表示迭代器的迭代方向，如果direction为AL_START_HEAD，表示迭代器从head开始从左到右迭代；如果direction为AL_START_TAIL，则表示迭代器从tail开始从右到左迭代。

 

        迭代器的主要代码如下：

listIter *listGetIterator(list *list, int direction){    listIter *iter;    if ((iter = zmalloc(sizeof(*iter))) == NULL) return NULL;    if (direction == AL_START_HEAD)        iter->next = list->head;    else        iter->next = list->tail;    iter->direction = direction;    return iter;}void listReleaseIterator(listIter *iter) {    zfree(iter);}void listRewind(list *list, listIter *li) {    li->next = list->head;    li->direction = AL_START_HEAD;}void listRewindTail(list *list, listIter *li) {    li->next = list->tail;    li->direction = AL_START_TAIL;} listNode *listNext(listIter *iter){    listNode *current = iter->next;    if (current != NULL) {        if (iter->direction == AL_START_HEAD)            iter->next = current->next;        else            iter->next = current->prev;    }    return current;}

        下面是一个使用迭代器进行链表复制的函数listDup：

list *listDup(list *orig){    list *copy;    listIter *iter;    listNode *node;    if ((copy = listCreate()) == NULL)        return NULL;    copy->dup = orig->dup;    copy->free = orig->free;    copy->match = orig->match;    iter = listGetIterator(orig, AL_START_HEAD);    while((node = listNext(iter)) != NULL) {        void *value;        if (copy->dup) {            value = copy->dup(node->value);            if (value == NULL) {                listRelease(copy);                listReleaseIterator(iter);                return NULL;            }        } else            value = node->value;        if (listAddNodeTail(copy, value) == NULL) {            listRelease(copy);            listReleaseIterator(iter);            return NULL;        }    }    listReleaseIterator(iter);    return copy;}

        其他关于redis的list代码，可以参考：

https://github.com/gqtc/redis-3.0.5/blob/master/redis-3.0.5/src/adlist.c