树形结构存储redis redis 树形结构

前言

Redis的 List 数据类型，作为一种数据类型，它的底层实现是链表，由于 Redis 使用的C语言没有内置这种数据结构，所以 Redis构建了自己的链表实现。

List类型的结构就是链表，链表中的每个节点都保存了一个值。除了链表键之外，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( output buffer )，本文将对Redis的链表进行介绍。

链表

每个链表使用一个 listNode 结构来表示：

typedef struct listNode{
    // 前置节点
    struct listNode *prev;
    // 后置节点
    struct listNode *next;
    // 节点的值
    void *value;
}

多个 listNode可以通过 prev 和 next 指针组成双向链表：

虽然仅仅使用多个 listNode 结构就可以组成链表，但使用 adlist.h/list来持有链表的话,操作起来会更方便:

typedef struct list{
    // 表头节点
    listNode *head;
    // 表尾节点
    listNode *tail;
    // 链表包含的节点数量
    unsigned long len;
    // 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);
}list;

list 结构为链表提供了表头指针head、表尾指针tail，以及链表长度计数器len,而dup、free和match成员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。

下图为一个 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。

小结

链表被广泛用于实现Redis的各种功能，比如列表键、发布与订阅、慢查询、监视器等。