【Redis】双向链表结构

1、背景

redis的list类型在旧版本数据量小的时候用的压缩列表，数据量大的时候用双向链表，新版本使用快速列表，接下来就来讲一下redis（6.2.18版本）双向链表的底层结构。

2、双向链表

【1】底层结构

双向链表的每一个节点底层结构如下：

typedef struct listNode {struct listNode *prev; //指向上一个链表节点struct listNode *next; //指向下一个链表节点void *value; //节点的值
} listNode;

多个节点组成一个链表的底层结构如下：

typedef struct list {listNode *head; //链表头节点listNode *tail; //链表尾节点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unsigned long len; //链表节点数量
} list;

【2】特性

双向链表的特性如下：

特性	实现方式
双向遍历	每个listNode包含prev和next指针，支持前后向遍历
无环链表	头节点的prev和尾结点的next均为NULL
长度缓存	list.len直接记录节点数，无需遍历（O(1)时间复杂度）
多态支持	通过dup、free、match函数指针，支持任意类型的值（如字符串、整数等）

【3】优缺点

双向链表的优缺点如下：

特性	优点	缺点
时间复杂度	头部/尾部插入、删除：O(1)长度获取	随机访问：O(n)需遍历节点
内存占用	支持动态扩容，无需连续内存	每个节点需存储prev和next指针
功能灵活性	支持双向遍历，可存储任意类型数据	无内置压缩机制，存储小数据时内存利用率低
实现复杂度	结构简单，易于维护和扩展	大量小节点内存碎片化风险
适用场景	频繁头部/尾部操作（如LPUSH、RPOP）	存储大量小数据时不如ziplist节省内存