linux内核链表---挑战常规思维

一.普通链表

1.一般教材上的链表定义如下：

struct node{ 
     int content；
     node *next；
}；

它将指针域放在链表节点中，上一个节点指针域中的值指向下一个节点的首地址，以此将a1，到an这n个在内存地址中分布不连续的值连接起来，构成顺序表。

2.链表作为一种数据结构，自然需要为它实现一些函数，比如插入节点，搜索和删除节点等，用来维护它的数据集。

(1).创建链表　　node *create(...){...}

(2).插入节点　　node *insert(...){...}

(3).删除节点　　node *delete(...){...}

...

3.如果在一个程序中需要使用两种类型的链表，如下所示

struct node1{　　　　　　　　　　　　　
     int data;　　　　　　　　　　　　　　
     node1 *next;    　　　　　　　　　　
};

struct node2{
       int data;
       node2 *next;
};

那么当我们在定义它们各自的操作的时候，就需要为每个链表各自定义一套方法。比如说创建链表的操作：

node1 *create(...){...};
node2 *create(...){...};

这样就大大增加了代码量，并且较多的指针操作容易带来隐患。

二. linux的内核链表

　　链表在linux内核中是很常用的数据结构，在进程管理，内存管理等很多地方都有使用。比如著名的task_struct就是用链表组织的。在这样一个使用很多链表的系统中，为每个链表定义自己的一套方法是不现实的。因此使用了一种统一的组织形式。

1.内核链表定义

struct list_head{
    struct list_head *next,*prev;
};

它是一个不含数据域的节点，用来将含有数据域的节点“串”起来。

2.一个例子如下

struct my_struct{
     int data;
     list_head *mylist;
};

如果用它创建一个节点

struct my_struct first = {
     .data = 10,
　　　.mylist = LIST_HEAD_INIT(first.mylist)
} ;

创建四个节点并对节点中的数据成员和链表节点成员进行初始化，如下图所示

　　可以看到，这种组织形式将节点链域与数据域分离开来，节点中的mylist域的作用就是将各个分离的节点穿起来，而mylist使用统一的list_head类型，对链表进行操作时只需要修改节点中的mylist域，而与整个结构体的类型无关，这样就不需要为每一个链表都定义一套自己的操作函数。

为了更好地理解内核链表的优点，画为如下的形式，可以当数据域是附着在list_head类型的节点域上的，将数据域与指针域分离。当我要增加或删除节点时，只需要改动节点中的指针域即可，而这样的指针就像一根线，如果在系统中只有一种线，那么就只需要定义一套链表操作函数

三.总结

　　书本上的知识一般只是讲述原理，技巧性的东西不会涉及太多。在实际应用中，可能一般的套路是行不通的。linux内核中的链表的实现，的确让人觉得是极为精巧的设计。不仅能大大减少代码量，还方便维护。