Redis半个数组的精彩实现（redis相当于半个数组）

Redis：半个数组的精彩实现

Redis（Remote Dictionary Server）是一种快速的非关系型数据库，它支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合和有序集合等。在这些数据结构中，Redis中List（链表）的实现非常值得一提。

List是一种有序的数据结构，它在Redis中被实现为一个双向链表，其中每个节点都包含一个字符串值。Redis还提供了许多操作List的命令，如LPUSH、RPUSH、LPOP、RPOP等。这些命令不仅仅是简单地往链表的头或尾插入或弹出元素，而是对链表进行复杂的操作。本文将介绍Redis实现List的精彩之处。

先看一下Redis官网给出的List命令：

– LPUSH key value [value …]：在列表左侧插入一个或多个值；

– RPUSH key value [value …]：在列表右侧插入一个或多个值；

– LPOP key：删除并返回列表的最左侧元素；

– RPOP key：删除并返回列表的最右侧元素；

– LINDEX key index：获取列表中指定位置的元素；

– LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value：将值插入到列表中另一个值的前面或后面；

– LLEN key：返回列表的长度；

– LRANGE key start stop：获取指定范围内的元素。

接下来，让我们看看Redis如何实现List。

Redis的List是由一个数组和一个双向链表组成的。当List的长度小于512时，Redis使用数组来存储List中的元素。当List的长度大于等于512时，Redis使用双向链表来存储List中的元素。

这是因为数组的访问速度比链表快得多，而当List的长度较小时，使用数组可以提高访问速度。但是，使用数组也有一些限制，数组的长度是固定的，当数组已被填满时，如果要再添加元素，就必须重新分配一块更大的内存，并将原有元素复制到新的内存中。这样做可能会导致性能下降，所以当List的长度较大时，Redis使用双向链表来存储List中的元素。链表可以动态增长，所以它比数组更灵活。

下面是Redis实现List的部分代码：

“`c

/* List节点的结构体 */

typedef struct listNode {

struct listNode *prev; // 指向前一个节点的指针

struct listNode *next; // 指向后一个节点的指针

void *value; // 节点的值

} listNode;

/* List的结构体 */

typedef struct list {

listNode *head; // 指向列表的头节点

listNode *tl; // 指向列表的尾节点

void *(*dup)(void *ptr); // 节点值的复制函数指针

void (*free)(void *ptr); // 节点值的释放函数指针

int (*match)(void *ptr, void *key); // 节点值的匹配函数指针

unsigned long len; // 列表的长度

} list;

/* 如果列表的长度小于512，则使用数组（zmalloc.c） */

#define REDIS_LIST_MAX_ZIPLIST_VALUE 64

#define REDIS_LIST_MAX_ZIPLIST_SIZE 1024

/* List迭代器的结构体（在List迭代时使用） */

typedef struct listIter {

listNode *next;

int direction;

} listIter;

/* 新建一个List（list.c） */

list *listCreate(void) {

struct list *list;

if ((list = zmalloc(sizeof(*list))) == NULL)

return NULL;

list->head = list->tl = NULL;

list->len = 0;

list->dup = NULL;

list->free = NULL;

list->match = NULL;

return list;

}

上述代码中，可以看到Redis定义了两个结构体：listNode表示每个节点的结构体，list表示整个List的结构体。其中，listNode结构体中包含了指向前一个节点和后一个节点的指针，以及节点的值。list结构体中包含了指向头节点和尾节点的指针，节点值的复制、释放、匹配函数指针以及List的长度等。

另外，当List的长度小于512时，Redis会使用压缩列表（ziplist）来实现List，这样可以减小内存开销。如果List的长度大于等于512，Redis就使用双向链表来存储List中的元素。

Redis对List的实现非常巧妙和灵活。通过数组和双向链表的结合使用，Redis实现了List的高效存储和操作。如果你对Redis感兴趣，不妨学习一下它的源码，相信会有很多收获。