源码在Ut0lst.h中

注意：这里我将链表中的实际的串联的数据叫做数据类比如：lock_t、mem_block_t

链表作为一种的非常重要的数据结构，在任何地方都会用到，这里简单解释一下innodb双向链表的实现，让我们来看看innodb链表设计的魅力：

经常在某些结构体中看到

UT_LIST_BASE_NODE_T(mem_block_t) base;

UT_LIST_NODE_T(mem_block_t) list;

作为最为基本的一种的数据结构innodb中实现得比较精妙涉及到重要的4个C++知识点：

1、仿函数

2、类成员指针

3、类模板

4、函数重载

简单的说仿函数是调用的时候类似函数调用的形式的类，类成员指针并非一个真正意义上的指针，而是指向特定类对象相对位置的一个偏移量。

比如如下就是一个仿函数类：

template

class ShowElemt

{

public:

ShowElemt()

{

n = 0;

}

void operator()(T &t)

{

n++;

cout << t << " ";

}

void printCount()

{

cout << n << endl;

}

public:

int n;

};

下面是一个简单的类成员指针使用,他初始化分为2步在最后给出.：

#include

using namespace std;

class T

{

public:

typedef int uint;

public:

int a;

int b;

};

int main21(void)

{

T t;

int T::* t1 = &T::b;//1、成员函数指针 初始化为指向类T成员b的一个指针(成员函数指针指向的是偏移量)

T* t2 = &t;//t2一个指向类变量t的指针

t.*t1 = 10;//2、初始化t的t1类成员指针指向的内存空间值为10，实际上就是t.b=10

cout<*t1<

{

T t3;

t3.a=300;

t.*t1 = t3.a; //他就是拥有实际内存空间的变量了

}

}

模板和函数重载就没有什么好说的了。

接下来我们看看UT_LIST_BASE_NODE_T、UT_LIST_NODE_T分别代表了什么

实际上他们都是宏定义：

#define UT_LIST_BASE_NODE_T(t) ut_list_base

#define UT_LIST_NODE_T(t) ut_list_node

那么他们的类型出来了实际上就是：

ut_list_base和ut_list_node，我们知道在设计链表的时候，通常有一个链表头数据结构，用来存储

比如链表中总共多少元素，链表头，链表尾等等特征，但是之前还是想来看看ut_list_node链表结构体:

template

struct ut_list_node {

Type*        prev;            /*!< pointer to the previous

node, NULL if start of list */

Type*        next;            /*!< pointer to next node,

NULL if end of list */

void reverse()

{

Type*    tmp = prev;

prev = next;

next = tmp;

}

};

非常简单没有包含任何固定的数据信息，只是包含了链表的前后指针，同时包含了一个成员函数reverse，作为

实现链表反转的基础，这里也注意到由于没有包含任何数据信息成员，做到了链表和具体数据类之间的剥离。

在链表设计的时候通常有2种方式：

1、链表结构包含数据类

2、数据类包含链表结构

这里INNODB使用了后者，让链表的通用更加方便

再来看看ut_list_base 链表头结构体:

template

struct ut_list_base {

typedef Type elem_type;

typedef NodePtr node_ptr;

typedef ut_list_node node_type;

ulint        count;            /*!< count of nodes in list */

elem_type*    start;            /*!< pointer to list start,

NULL if empty */

elem_type*    end;            /*!< pointer to list end,

NULL if empty */

node_ptr    node;            /*!< Pointer to member field

that is used as a link node */

#ifdef UNIV_DEBUG

ulint        init;            /*!< UT_LIST_INITIALISED if

the list was initialised with

UT_LIST_INIT() */

#endif /* UNIV_DEBUG */

void reverse()

{

Type*    tmp = start;

start = end;

end = tmp;

}

};

这里再来解释一下：

在类的内部进行了3种类型的typedef，分别是：

typedef Type elem_type;:具体的类型比如lock_t、mem_block_t。

typedef NodePtr node_ptr; :和模板声明中的ut_list_node t::* 联合起来看，实际上他是一个

类成员指针，他指向的会是特定数据类比如lock_t、mem_block_t中特定的一个成员，这个成员一定是

ut_list_node类型的也就是UT_LIST_NODE_T(t)类型的，其中t当然也就是数据类本身，这也是整个

设计中的精髓。

typedef ut_list_node node_type; :和前面的ut_list_node联合起来看，就能知道

它是一个特定类型的节点类型比如lock_t、mem_block_t。

剩下的就是类成员了：

ulint count;:链表中的有多少元素

elem_type* start;:具体数据类元素的起始位置指针

elem_type* end;:具体数据类元素的最后位置指针

node_ptr node;:这里使用了刚才说的typedef NodePtr node_ptr来定义成员node，那么我们可以猜测他是指向

特定数据类对象中链表结构元素的成员指针，其实的确如此：

如lock_t

/** Lock struct; protected by lock_sys->mutex */

struct lock_t {

trx_t*        trx;        /*!< transaction owning the

lock */

UT_LIST_NODE_T(lock_t)

trx_locks;    /*!< list of the locks of the

transaction */

..........

剩下还有一个关键的仿函数：

template //一元谓词仿函数

struct GenericGetNode {

typedef ut_list_node node_type;

GenericGetNode(node_type Type::* node) : m_node(node) {}

node_type& operator() (Type& elem)

{

return(elem.*m_node);

}

node_type    Type::*m_node;

};

这里解释一下这个仿函数类：

typedef ut_list_node node_type;和前面的ut_list_node联合起来看，就能知道

它是一个特定类型的节点类型比如lock_t、mem_block_t。

GenericGetNode(node_type Type::* node) : m_node(node) {} :有参构造函数，通过输入一个指向特定数据节点的

ut_list_node(UT_LIST_NODE_T(t))成员的值node进行初始化元素m_node。但是这里只是指向了类成员有了偏移量，但是并没有初始化内存空间，具体的初始化

内存空间在实现函数中。

node_type& operator() (Type& elem) :这里就是仿函数，重载了()运算符，接受一个特定节点类型比如lock_t、mem_block_t

的一个引用输入，然后返回一个类成员指针的引用，如果是lock_t那么返回的将是trx_locks，那么我们就能够使用它

trx_locks.prev

在链表实现中中包含很多方法大概如下：

UT_LIST_INIT:初始化一个链表、是一个宏定义

ut_list_prepend:头插法插入链表

ut_list_append:尾插法插入链表

ut_list_insert:将某个元素插入到某个元素之后

ut_list_remove:删除某个节点

ut_list_reverse:链表反向

ut_list_move_to_front:将指定的元素放到头部

好了到这里我们解释了关键链表数据结构下面我们通过一段innodb代码来分析一下，这里我们

我们只是关注链表操作所以如下，这里涉及到初始化和尾插法加入链表

UT_LIST_BASE_NODE_T(lock_t) old_locks;

UT_LIST_INIT(old_locks, &lock_t::trx_locks);

lock_t* old_lock = lock_rec_copy(lock, heap);

UT_LIST_ADD_LAST(old_locks, old_lock);

我们来具体解释一下步骤：

1、UT_LIST_BASE_NODE_T(lock_t) old_locks;定义old_locks为一个链表头对象。

2、UT_LIST_INIT(old_locks, &lock_t::trx_locks);进行初始化，这里UT_LIST_INIT是一个宏

#define UT_LIST_INIT(b, pmf)    \

{    \

(b).count = 0;    \

(b).start = 0;    \

(b).end = 0;    \

(b).node = pmf;    \

UT_LIST_INITIALISE(b);    \

}

非常简单设置全部指针都是NULL，并且初始化node类成员指针指向&lock_t::trx_locks。

3、lock_t* old_lock = lock_rec_copy(lock, heap);我们先不深究这里面，但是他肯定是一种拷贝，完成后他返回一个lock_t*的指针

old_lock

4、接下来就是加入节点，这是一个重头戏，会应用到前面全部的知识。

UT_LIST_ADD_LAST(old_locks, old_lock);

实际上他是一共宏定义

#define UT_LIST_ADD_LAST(LIST, ELEM) ut_list_append(LIST, ELEM)

在经过函数重载调用后实际上他会调用

template

void

ut_list_append(

List&    list,

typename List::elem_type*    elem)

{

ut_list_append(

list, elem,

GenericGetNode(list.node));

}

然后调用：

template

void

ut_list_append(

List&    list,

typename List::elem_type*    elem,

Functor    get_node)

{

typename List::node_type&    node = get_node(*elem);

UT_LIST_IS_INITIALISED(list);

node.next = 0;

node.prev = list.end;

if (list.end != 0) {

typename List::node_type&    base_node = get_node(*list.end);

ut_ad(list.end != elem);

base_node.next = elem;

}

list.end = elem;

if (list.start == 0) {

list.start = elem;

}

++list.count;

}

详细描述一下：

首先看一下：

template

void

ut_list_append(

List& list,

typename List::elem_type* elem)

{

ut_list_append(

list, elem,

GenericGetNode(list.node));

}

这里list就是我们初始化的old_locks类型为UT_LIST_BASE_NODE_T(lock_t)，elem就是我们copy出来的一个

指向lock_t*的指针old_lock其类型当然也就是UT_LIST_BASE_NODE_T(lock_t)::elem_type*类型实际上就是

lock_t*类型绕了一大圈。

而GenericGetNode(list.node)虽然很长但是我们可以清楚的明白他是调用的构造函数，生成一个匿名对象，typename List::elem_type是用到了ut_list_base定义的类型

elem_type就是一个UT_LIST_BASE_NODE_T(lock_t)::elem_type类型其实就是lock_t类型，而list.node

实际上就是node_ptr类型，初始化已经被定义为&lock_t::trx_locks

接下来由于函数重载的函数调用了

ut_list_append(

List& list,

typename List::elem_type* elem,

Functor get_node)

我们来看看。

typename List::node_type& node = get_node(*elem);

将List(old_locks)中的node成员函数指针进行初始化他指向了old_lock这是结构实际链表结构的位置。

接下来node.next nodex.prev将是可用的了

node.next = 0;

node.prev = list.end;

将节点的后指针设置为NULL，前指针当然设置为list.end的位置

这里也看到他确实放到末尾

if (list.end != 0) {

typename List::node_type& base_node = get_node(*list.end);

ut_ad(list.end != elem);

base_node.next = elem;

}

如果链表不为空，这里再次获得end节点的位置存放到base_node中，

当然也就要将base_node.next设置为我们新加入的节点的指针。

list.end = elem;

将链表头结构的end指针放到我们新插入的elem中。

if (list.start == 0) {

list.start = elem;

}

如果list的start指针为空代表链表为空，那么还需要将start指针指向elem

最后

++list.count;

不解释了。

从整个链表的实现来看仿函数是其中的一个重点，他是一个桥梁其主要分为两步：

1、初始化指向一个类的成员函数，这是指定他的类型，获得他的偏移量

2、初始化指向某一个元素，这是获得他的内存空间地址基地址

有了基地址+偏移量就能够找到实际的元素了。