面试题：Redis链表在内存优化方面的基本策略有哪些

Question

请简要阐述Redis链表在内存优化方面采用的一些常见策略，例如链表节点的结构设计如何影响内存使用等。

Answer 1

链表节点结构设计对内存使用的影响

1. 紧凑结构：Redis链表节点（adlist.h/listNode）结构设计较为紧凑。每个节点包含前置节点指针、后置节点指针以及一个void*类型的指针用于存储实际数据。这种简单且必要的指针组合，避免了冗余信息，最大程度减少每个节点的内存占用。例如，与一些可能设计复杂、包含许多不必要字段的链表节点结构相比，Redis链表节点仅保留核心指针，减少了额外内存开销。
2. 数据指针灵活性：使用void*指针存储数据，使得链表可以存储各种类型的数据，且在内存使用上具有通用性。它并不需要为不同数据类型预留特定大小的空间，而是在实际存储数据时根据数据实际大小分配内存，提高了内存使用的灵活性与效率。

内存分配策略优化

1. 内存池复用：Redis采用内存池技术。对于频繁创建和销毁链表节点的场景，通过内存池可以复用已释放的内存空间，避免频繁的系统级内存分配与释放操作。这不仅减少了内存碎片的产生，还降低了因系统调用导致的性能开销，提高了内存使用效率。例如，在高并发的读写操作中，大量链表节点可能被创建和销毁，内存池技术能够有效管理这些内存资源。
2. 按需分配：链表在添加新节点时，采用按需分配内存的策略。仅在需要时为新节点分配内存空间，且分配的内存大小精确满足节点结构和所存储数据的需求，不会过度分配，从而避免内存浪费。

链表整体设计对内存的优化

1. 双向链表的优势：Redis选择双向链表结构，虽然相比单向链表多了一个前置节点指针的内存开销，但双向链表在遍历和删除节点时具有优势。在某些场景下，双向链表可以减少不必要的遍历，提高操作效率，从整体上优化了内存使用。例如，删除节点时可以直接通过前置指针快速定位前一个节点，减少遍历开销，避免因低效操作导致的额外内存使用（如多次遍历导致的缓存不命中等）。
2. 链表长度管理：Redis链表有一个记录链表长度的属性（adlist.h/list），通过维护这个属性，可以在进行插入、删除等操作时快速判断是否需要对链表结构进行调整（如是否需要重新分配内存等），避免因盲目操作导致的内存浪费或不足，从而优化内存使用。