表Redis中双端链表的应用（redis的双端链）

Redis是一款流行的键值对存储数据库，为许多应用程序提供了快速和可靠的数据读写。 Redis中双端链表的应用非常广泛，可以用来实现队列、栈、有序集合等数据结构。

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Redis中的双端链表是由一系列节点组成的数据结构，每个节点都有一个指向前驱节点和后继节点的指针。其数据结构定义如下：

typedef struct listNode {
    struct listNode *prev; // 前驱节点指针
    struct listNode *next; // 后继节点指针
    void *value; // 节点值
} listNode;
typedef struct list {
    listNode *head; // 头节点指针
    listNode *tl; // 尾节点指针
    unsigned long len; // 链表长度
    void *(*dup)(void *ptr); // 节点值复制函数
    void (*free)(void *ptr); // 节点值释放函数
    int (*match)(void *ptr, void *key); // 节点值比较函数
} list;

Redis双端链表的应用之一是实现队列。队列是先进先出（FIFO）的数据结构，类似于现实生活中的排队等候。双端链表可以在O(1)时间内添加和删除队列元素。以下代码演示了如何使用redis的双端链表来实现队列：

#include "redis.h"
void enqueue(redisClient *c, robj *key, robj *value) {
    // 获取链表对象
    list *queue = dictFetchValue(c->db->dict, key);

    if (queue == NULL) { // 队列不存在，则创建一个新的队列
        queue = listCreate();
        dictAdd(c->db->dict, key, queue);
    }
    // 将新元素添加到队列末尾
    listAddNodeTl(queue, value);
    // 返回队列长度
    addReplyLongLong(c, queue->len);
}

void dequeue(redisClient *c, robj *key) {
    // 获取链表对象
    list *queue = dictFetchValue(c->db->dict, key);

    if (queue == NULL || queue->len == 0) { // 队列不存在或为空
        addReply(c, shared.nullbulk);
        return;
    }
    // 弹出队列头元素
    listNode *node = listFirst(queue);
    robj *value = node->value;
    listDelNode(queue, node);
    // 返回弹出的元素值
    addReplyBulk(c, value);
}

以上代码中，enqueue函数用于向队列中添加元素，dequeue函数用于从队列中弹出元素。在enqueue函数中，首先获取指定key对应的链表对象queue，如果该队列不存在，则创建一个新的队列并添加到数据库字典中。然后使用listAddNodeTl函数将新元素添加到队列末尾，并使用addReplyLongLong返回队列长度。在dequeue函数中，同样先获取队列对象queue，如果队列不存在或队列长度为0，则返回空响应。否则，使用listFirst函数获取队列头元素节点node，再使用listDelNode函数从队列中删除该节点，最后使用addReplyBulk返回弹出的元素值。

另一个使用Redis双端链表的应用是实现栈。栈是后进先出（LIFO）的数据结构，可以用双端链表在O(1)时间内实现元素的入栈和出栈。以下代码演示了如何使用Redis的双端链表来实现栈：

#include "redis.h"
void push(redisClient *c, robj *key, robj *value) {
    // 获取链表对象
    list *stack = dictFetchValue(c->db->dict, key);

    if (stack == NULL) { // 栈不存在，则创建一个新的栈
        stack = listCreate();
        dictAdd(c->db->dict, key, stack);
    }
    // 将新元素添加到栈顶
    listAddNodeHead(stack, value);
    // 返回栈长度
    addReplyLongLong(c, stack->len);
}

void pop(redisClient *c, robj *key) {
    // 获取链表对象
    list *stack = dictFetchValue(c->db->dict, key);

    if (stack == NULL || stack->len == 0) { // 栈不存在或为空
        addReply(c, shared.nullbulk);
        return;
    }
    // 弹出栈顶元素
    listNode *node = listFirst(stack);
    robj *value = node->value;
    listDelNode(stack, node);
    // 返回弹出的元素值
    addReplyBulk(c, value);
}

以上代码中，push函数用于向栈中添加元素，pop函数用于从栈中弹出元素。与队列的实现类似，首先获取指定key对应的链表对象stack，如果该栈不存在，则创建一个新的栈并添加到数据库字典中。然后使用listAddNodeHead函数将新元素添加到栈顶，并使用addReplyLongLong返回栈长度。在pop函数中，同样先获取栈对象stack，如果栈不存在或栈长度为0，则返回空响应。否则，使用listFirst函数获取栈顶元素节点node，再使用listDelNode函数从栈中删除该节点，最后使用addReplyBulk返回弹出的元素值。

除了队列和栈之外，Redis的双端链表还可以用于实现有序集合等数据结构。由于Redis的双端链表实现简单，性能高效，因此受到了广泛的应用。

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