Redis 源码剖析：深入探索链表结构与内存数据库的协同

2023-10-12 07:43:23

Redis 源码分析：构建高效内存数据库中的链表结构

前言

Redis 作为一款广受欢迎的内存数据库，凭借其卓越的性能和丰富的功能，在众多应用场景中大放异彩。它内部采用了多种数据结构来存储数据，其中链表便是其中之一。链表结构在 Redis 中扮演着至关重要的角色，为其提供了高效的数据存储、快速的数据检索和灵活的数据操作等特性。

链表是一种经典的数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的优点在于它可以动态地分配和释放内存，从而实现灵活的数据存储和高效的数据操作。

在 Redis 中，链表的实现主要集中在 adlist.c 和 listNode.h 这两个文件中。adlist.c 定义了链表的基本操作，如创建链表、插入节点、删除节点等，而 listNode.h 则定义了链表节点的结构。

Redis 中的链表主要用于存储字符串、列表、集合和有序集合等数据类型。

字符串： Redis 中的字符串是简单的字节数组，可以使用链表来存储。字符串的长度可以动态扩展，因此链表可以很好地适应字符串数据的存储需求。
列表： Redis 中的列表是一个有序的字符串集合，可以使用链表来存储。列表中的元素可以是字符串、数字或其他数据类型。链表可以高效地支持列表的插入、删除和查找操作。
集合： Redis 中的集合是一个无序的字符串集合，可以使用链表来存储。集合中的元素是唯一的，因此链表可以很好地避免重复元素的存储。链表可以高效地支持集合的添加、删除和查找操作。
有序集合： Redis 中的有序集合是一个有序的字符串集合，可以使用链表来存储。有序集合中的元素是唯一的，并且按照一定的顺序排列。链表可以高效地支持有序集合的添加、删除和查找操作。

为了提高链表的性能，Redis 在链表的实现上做了许多优化。

内存分配优化： Redis 使用了自己的内存分配器 Jemalloc，可以高效地分配和释放内存。这使得链表的内存分配和释放操作更加高效。
节点池优化： Redis 使用节点池来管理链表节点。当需要创建一个新的链表节点时，Redis 会从节点池中分配一个节点，而不是直接分配内存。这可以减少内存分配和释放的次数，提高链表的性能。
链表压缩优化： Redis 使用链表压缩来减少链表的内存占用。当链表中的节点比较稀疏时，Redis 会将相邻的节点合并成一个节点，从而减少链表的内存占用。