nginx之queue的具體使用

目錄

• 一、簡介
• 二、數據結構
• 三、相關API
• 3.1 初始化一個隊列
• 3.2 判斷隊列是否為空
• 3.3 隊頭插入節點
• 3.4 隊尾插入節點
• 3.5 從隊列中移除某個節點
• 3.6 將隊列從某個節點拆分成兩個隊列
• 3.7 將兩個隊列合并成一個隊列
• 3.8 隊列排序
• 3.9 獲取隊列中間節點
• 3.10 獲取原始數據

一、簡介

? nginx隊列和linux內核中的鏈表有一樣的結構，只有一個連接頭（只有兩個指針），任何包含這個結構的數據都可以連接在一起。有點像物聯網，萬物互聯，只要能上網都可以連接。

? nginx隊列是帶頭節點的一個雙向鏈表。

二、數據結構

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

三、相關API

3.1 初始化一個隊列

#define ngx_queue_init(q) \    (q)->prev = q;\    (q)->next = q

3.2 判斷隊列是否為空

只有一個頭節點，則為空。有頭節點的雙向鏈表相比無頭的雙向鏈表，各種插入、刪除等操作都更簡單。

#define ngx_queue_empty(h)\    (h == (h)->prev)

3.3 隊頭插入節點

#define ngx_queue_insert_head(h, x)   \    (x)->next = (h)->next;\    (x)->next->prev = x;  \    (x)->prev = h;\    (h)->next = x

頭部插入節點后

3.4 隊尾插入節點

#define ngx_queue_insert_tail(h, x)   \    (x)->prev = (h)->prev;\    (x)->prev->next = x;  \    (x)->next = h;\    (h)->prev = x

尾部插入節點后

3.5 從隊列中移除某個節點

#define ngx_queue_remove(x)   \    (x)->next->prev = (x)->prev;      \    (x)->prev->next = (x)->next

移除x節點后

可以看到移除節點x后，x和隊列還有一定的聯系，所以對x的操作一定要小心，不然可能將整個隊列損壞。 一般將x->prev,x->next都置空。

3.6 將隊列從某個節點拆分成兩個隊列

#define ngx_queue_split(h, q, n)      \    (n)->prev = (h)->prev;\    (n)->prev->next = n;  \    (n)->next = q;\    (h)->prev = (q)->prev;\    (h)->prev->next = h;  \    (q)->prev = n;

將隊列h從節點q拆分為h和n兩個隊列，并且q節點在n隊列中。

拆分完后

3.7 將兩個隊列合并成一個隊列

#define ngx_queue_add(h, n)   \    (h)->prev->next = (n)->next;      \    (n)->next->prev = (h)->prev;      \    (h)->prev = (n)->prev;\    (h)->prev->next = h;

合并后

3.8 隊列排序

#define ngx_queue_head(h) \    (h)->next#define ngx_queue_last(h) \    (h)->prev#define ngx_queue_sentinel(h) \    (h)#define ngx_queue_next(q) \    (q)->next#define ngx_queue_prev(q) \    (q)->prev

#define ngx_queue_insert_after ngx_queue_insert_head

使用標準的插入排序算法，通過傳遞的回調函數cmp進行比較，將整個隊列排序。

voidngx_queue_sort(ngx_queue_t *queue,    ngx_int_t (*cmp)(const ngx_queue_t *, const ngx_queue_t *)){    ngx_queue_t  *q, *prev, *next;    q = ngx_queue_head(queue);    if (q == ngx_queue_last(queue)) {return;    }    for (q = ngx_queue_next(q); q != ngx_queue_sentinel(queue); q = next) {prev = ngx_queue_prev(q);next = ngx_queue_next(q);ngx_queue_remove(q);do {    if (cmp(prev, q) <= 0) {break;    }    prev = ngx_queue_prev(prev);} while (prev != ngx_queue_sentinel(queue));ngx_queue_insert_after(prev, q);    }}

3.9 獲取隊列中間節點

通過快慢指針的方式獲取中間節點。

ngx_queue_t *ngx_queue_middle(ngx_queue_t *queue){    ngx_queue_t  *middle, *next;    middle = ngx_queue_head(queue);    if (middle == ngx_queue_last(queue)) {return middle;    }    next = ngx_queue_head(queue);    for ( ;; ) {middle = ngx_queue_next(middle);next = ngx_queue_next(next);if (next == ngx_queue_last(queue)) {    return middle;}next = ngx_queue_next(next);if (next == ngx_queue_last(queue)) {    return middle;}    }}

3.10 獲取原始數據

#define ngx_queue_data(q, type, link) \    (type *) ((u_char *) q - offsetof(type, link))

從隊列中獲取的節點類型都是ngx_queue_s，而不是實際的數據類型，需要將ngx_queue_s轉換為原始的類型。其中offsetof是一個內置的表達式，計算某個成員變量在類型中的偏移量。
通過偏移計算到計算到原始類型地址，然后進行類型強轉獲取原始類型。
比如如下調用

q = ngx_queue_last(&cache->expire_queue);file = ngx_queue_data(q, ngx_cached_open_file_t, queue);

q的地址減去offset獲取到ngx_cached_open_file_t的地址，然后在強轉為對應的類型。

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