一、ngx_queue_t雙向鏈表

? 1.ngx_queue_t容器的優(yōu)勢在于:

? ? ?1) 實現(xiàn)了排序功能;

? ? ?2) 它非常輕量級，是一個純粹的雙向鏈表。它不負責鏈表元素所占內(nèi)存的分配，與Nginx封裝的ngx_pool_t內(nèi)存池完全無關。

? ? ?3) 支持兩個鏈表間的合并。

typedef struct ngx_queue_s ngx_queue_t;struct ngx_queue_s {ngx_queue_t *prev;ngx_queue_t *next; };

? 2.ngx_queue_t容器提供的操作方式

? ? ?

? ?3.ngx_queue_t雙向鏈表容器所支持的方法

方法名	參數(shù)含義	執(zhí)行意義
ngx_queue_init(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	將鏈表容器h初始化，這時會自動置為空鏈表
ngx_queue_empty(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	檢測鏈表容器中是否為空，即是否沒有一個元素存在。如果返回非0，表示鏈表h是空的。
ngx_queue_insert_head(h, x)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針，x為插入元素結構體中ngx_queue_t成員的指針	將元素x插入到鏈表容器h的頭部
ngx_queue_insert_tail(h, x)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針，x為插入元素結構體中ngx_queue_t成員的指針	將元素x添加到鏈表容器h的末尾
ngx_queue_head(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	返回鏈表容器h中的第一個元素的ngx_queue_t結構體指針
ngx_queue_last(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	返回鏈表容器中的最后一個元素的ngx_queue_t結構體指針
ngx_queue_sentinel(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	返回鏈表容器結構體的指針
ngx_queue_remove(x)	x為插入元素結構體中ngx_queue_t成員的指針	由容器中移除x元素
ngx_queue_split(h, q,n)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	ngx_queue_split用于拆分鏈表，h是鏈表容器，而q是鏈表h中的一個元素。這個方法將鏈表h以元素q為界拆分成兩個鏈表h和n，其中h由原鏈表的前半部分構成(不包括q),而n由原鏈表的后半部分構成，q是它的首元素。
ngx_queue_add(h, n)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針,n為另一個鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	合并鏈表，將n鏈表添加到h鏈表的末尾
ngx_queue_middle(h)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針	返回鏈表中心元素，如，鏈表共有N個元素，ng_queue_middle方法將返回第N/2+1個元素，例如，鏈表有4個元素，將會返回第3個元素(不是第2個元素)
ngx_queue_sort(h, cmpfunc)	h為鏈表容器結構體ngx_queue_t的指針,cmpfunc是兩個鏈表元素的比較方法，如果它返回正數(shù)，則表示以升序排序	使用插入排序法對鏈表進行排序，cmpfunc需要使用者自己實現(xiàn)，它的原型是這樣的:ngx_int_t (*cmpfunc)(const ngx_queue_t *, const ngx_queue_t *)

? ?4.? ngx_queue_t雙向鏈表中的元素所支持的方法

方法名	參數(shù)含義	執(zhí)行意義
ngx_queue_next(q)	q為鏈表中某一個元素結構體的ngx_queue_t成員的指針	返回q元素的下一個元素
ngx_queue_prev(q)	q為鏈表中某一個元素結構體的ngx_queue_t成員的指針	返回q元素的上一個元素
ngx_queue_data(q, type, link)	q為鏈表中某一個元素結構體的ngx_queue_t成員的指針，type為鏈表元素的結構體類型名稱(該結構體中必須包含ngx_queue_t類型的成員),lin開始上面這個結構體中ngx_queue_t類型的成員名字	返回q元素(ngx_queue_t類型)所屬結構體(任何struct類型，其中可在任意位置包含ngx_queue_t類型的成員）的地址
ngx_queue_insert_after(q, x)	q為鏈表中某個元素結構體的ngx_queue_t成員的指針，x為插入元素結構體中ngx_queue_t成員的指針	將元素x插入到元素q之后

? ?5.空容器時ngx_queue_t結構體成員的值

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? ? 6.當僅含1個元素時，容器、元素中的ngx_queue_t結構體成員的值

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? ?7.當含有兩個或多個元素時，容器、元素中的ngx_queue_t結構體中prev、next成員的值

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二、ngx_array_t動態(tài)數(shù)組

? ? ngx_array_t是一個順序容器，它在Nginx中大量使用。ngx_array_t容器以數(shù)組的形式存儲元素，并支持在達到數(shù)組容量的上限時動態(tài)改變數(shù)組的大小。

? ? ?優(yōu)點:

? ? ? 1)訪問速度快

? ? ? ?2)允許元素個數(shù)具備不確定性;

? ? ? ?3)負責元素占用內(nèi)存的分配，這些內(nèi)存將由內(nèi)存池統(tǒng)一管理。

? ? 1.ngx_array_t動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)僅使用1個結構體，如下:

typedef struct ngx_array_s ngx_array_t; struct ngx_array_s {//elts指向數(shù)組的首地址void *elts;//nelts是數(shù)組中已經(jīng)使用的元素個數(shù)ngx_uint_t nelts;//每個數(shù)組元素占用的內(nèi)存大小size_t size;//當前數(shù)組中能夠容納元素個數(shù)的總大小ngx_uint_t nalloc;//內(nèi)存池對象ngx_pool_t *pool; };

? ? ?2.ngx_array_t動態(tài)數(shù)組結構體中的成員及其提供的方法

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? ? ?3.ngx_array_t動態(tài)數(shù)組提供的方法

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三、ngx_list_t單向鏈表

? ? ?相當于動態(tài)數(shù)組與單向鏈表的結合體。

四、ngx_rbtree_t紅黑樹

? ? ngx_rbtree_t是使用紅黑樹實現(xiàn)的一種關聯(lián)容器，Nginx的核心模塊(如定時器管理、文件緩存模塊等)在需要快速檢索、查找的場合下都使用了ngx_rbtree_t容器。

? ? 順序容器的檢索效率通常情況下都比較差，一般只能遍歷檢索指定元素。當需要容器的檢索速度很快，或者需要支持范圍查詢時，ngx_rbtree_t紅黑樹容器是一個非常好的選擇。

? ? 什么是自平衡二叉查找樹?在不斷地向二叉查找樹中添加、刪除節(jié)點時，二叉查找樹自身通過形態(tài)的變換，始終保持著一定程度上的平衡，即為自平衡二叉查找樹。自平衡二叉查找樹有許多種不同的實現(xiàn)方式，如AVL樹和紅黑樹。紅黑樹是一種自平衡性較好的二叉查找樹，它在Linux內(nèi)核、C++的STL庫等許多場合下都作為核心數(shù)據(jù)結構使用。

? ? ngx_rbtree_t紅黑樹容器中的元素都是有序的，它支持快速的檢索、插入、刪除操作，也支持范圍查詢、遍歷等操作，是一種應用場景非常廣泛的高級數(shù)據(jù)結構。

? ? 紅黑樹是指每個節(jié)點都帶有顏色屬性的二叉查找樹，其中顏色為紅色或黑色。除了二叉查找樹的一般要求以外，對于紅黑樹還有如下的額外的特性。

? ? ?特性1:節(jié)點時紅色或黑色。

? ? ?特性2:根節(jié)點是黑色。

? ? ?特性3:所有葉子節(jié)點都是黑色(葉子是NIL節(jié)點，也叫“哨兵”)。

? ? ?特性4:每個紅色節(jié)點的兩個子節(jié)點都是黑色(每個葉子節(jié)點到根節(jié)點的所有路徑上不能有兩個連續(xù)的紅色節(jié)點)>

? ? ?特性5:從任一節(jié)點到其每個葉子節(jié)點的所有簡單路徑都包含相同數(shù)目的黑色節(jié)點。

? 1.ngx_rbtree_t紅黑樹的典型圖示

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? ?2.紅黑樹節(jié)點的結構體及其提供的方法

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? ? 3.ngx_rbtree_node_t結構體的定義

typedef struct ngx_rbtree_s ngx_rbtree_t;/*為解決不同節(jié)點含有相同關鍵字的元素沖突問題，紅黑樹設置了ngx_rbtree_insert_pt指針，這樣可靈活地添加沖突元素 */ typedef void (*ngx_rbtree_insert_pt)(ngx_rbtree_node_t *root,ngx_rbtree_node_t *node, ngx_rbtree_node_t *sentinel);struct ngx_rbtree_s {//指向樹的根節(jié)點。注意，根節(jié)點也是數(shù)據(jù)元素ngx_rbtree_node_t *root;//指向NIL哨兵節(jié)點ngx_rbtree_node_t *sentinel;//表示紅黑樹添加元素的函數(shù)指針，它決定在添加新節(jié)點時的行為究竟是替換還是新增ngx_rbtree_insert_pt insert; };

? ? ? ngx_rbtree_t結構體的root成員指向根節(jié)點，而sentinel成員指向哨兵節(jié)點。

? ? ? 4.Nginx為紅黑樹已經(jīng)實現(xiàn)好的3種數(shù)據(jù)添加方法

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? ? 5.ngx_str_rbtree_insert_value的實現(xiàn)

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五、ngx_radix_tree_t基數(shù)樹

? ?詳見資料

六、支持通配符的散列表

? 6.1 ngx_hash_t基本散列表

? ? 詳見資料

? 6.2 支持通配符的散列表

? ? 詳見資料

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《深入理解Nginx 模块开发与架构解析》之高级数据结构摘录的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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