Redis的列表对象(list object)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时,Redis会使用链表作为列表键的底层实现。
- 当一个列表键只包含少量列表项,并且每个列表项要么就是小整数值,要么就是长度比较短的字符串,那么Redis就会使用压缩列表来做列表键的实现。
当列表对象可以同时满足以下俩个条件时,列表对象使用ziplist编码:
* 列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节;
* 列表对象保存的元素数量小于512个;不能呢满足这两个条件的列表需要使用linkedlist编码。
链表
链表在redis中的使用: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)
- 链表和链表节点的实现:
listNode 结构:
typedef struct listNode {
// 前置节点
struct listNode * prev;
// 后置节点
struct listNode * next;
// 节点的值
void * value;
} listNode;
list 结构:
typedef struct list {
// 表头节点
listNode * head;
// 表尾节点
listNode * tail;
// 链表所包含的节点数量
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。
图 3-2 是由一个 list 结构和三个 listNode 结构组成的链表。
特别注意:redid中list结构表头指针 head、表尾指针 tail并不指向NULL的listNode
Redis 的链表实现的特性可以总结如下:
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。
因此,redis列表对象的适用场景也就是链表的适用场景:
1)数据量较小
2)不需要预先知道数据规模
3)适应于频繁的插入操作
缺点:
查找效率偏低,只能使用顺序查找
重点回顾:
- 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。 - 每个链表节点由一个 listNode 结构来表示,每个节点都有一个指向前置节点和后
置节点的指针,所以 Redis 的链表实现是双端链表。 - 每个链表使用一个 list 结构来表示,这个结构带有表头节点指针、表尾节点指针,
以及链表长度等信息。 - 因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向 NULL,所以 Redis 的链
表实现是无环链表。 - 通过为链表设置不同的类型特定函数,Redis 的链表可以用于保存各种不同类型的值