引言
讀MySQL源碼已經有一段時間了，對於MySQL這個龐然大物，讀起來真是費時費力，即使配備gdb、mysql internal 外加一些講解MySQL的書籍讀起來還是朦朦朧朧，究其原因還是自己功夫不到家了，再接再厲吧，少年！
List
在讀代碼的過程中，發現大量的List<T>類型的變量，所以想要深入瞭解一下MySQL的鏈表是如何實現的。
MySQL的list相關源碼主要爲sql目錄下的sql_list.h以及sql_list.cc這個兩個文件。其中最重要的類是base_list,類圖如下
Sql_alloc是MySQL封裝的一個內存管理使用的類，這個類幾乎相當於Java中的Object，只要是涉及到內存的結構基本都會是Sql_alloc的子類或者子孫類，有機會會在MySQL的內存管理上進行說明。很自然的base_list就成爲了Sql_alloc的一個子類,這是一個基本的單鏈表類，list_node是鏈表中的節點抽象，雖然list_node也繼承Sql_alloc，但是在list_node內部基本是沒有任何的內存方法的調用。
base_list的功能極爲豐富，具體接口如下
Public Member Functions |
|
| bool | operator== (const base_list &rhs) const |
| void | empty () |
| base_list (const base_list &tmp) | |
| base_list (const base_list &rhs, MEM_ROOT *mem_root) | |
| base_list (bool error) | |
| bool | push_back (void *info) |
| bool | push_back (void *info, MEM_ROOT *mem_root) |
| bool | push_front (void *info) |
| void | remove (list_node **prev) |
| void | concat (base_list *list) |
| void * | pop (void) |
| void | disjoin (base_list *list) |
| void | prepand (base_list *list) |
| void | sort (Node_cmp_func cmp, void *arg) |
| Sort the list. | |
| void | swap (base_list &rhs) |
| list_node * | last_node () |
| list_node * | first_node () |
| void * | head () |
| void ** | head_ref () |
| bool | is_empty () const |
| list_node * | last_ref () |
這不僅是一個鏈表還可以用作是stack。這裏主要想說一下push_back函數，這裏充分體現了二維指針的強大，MySQL中的這種技巧隨處可見。在介紹push_back實現之前先說一下list_node的結構
struct list_node :public Sql_alloc
{
list_node *next;
void *info;
list_node(void *info_par,list_node *next_par)
:next(next_par),info(info_par)
{}
list_node() /* For end_of_list */
{
info= 0;
next= this;
}
};
可以看到list_node的next指針聲明在了第一個位置，這是一個相當重要的技巧，MySQL中的其他鏈表節點基本也都是將next放在第一個位置，原因就在push_back的實現中。在來看一個base_list的結構
class base_list :public Sql_alloc
{
protected:
list_node *first,**last;
public:
uint elements;
...
...
};這也是一個比較通常的封裝，但是不平常的是last是一個二維指針，當我讀到這段代碼的時候一直疑惑，爲什麼用二維指針呢？答案還是push_back的實現中，push_back代碼如下
inline bool push_back(void *info)
{
if (((*last)=new list_node(info, &end_of_list)))
{
last= &(*last)->next;
elements++;
return 0;
}
return 1;
}
push_backd實現的及其精簡，這裏大致說一下實現原理：first永遠指向第一個元素，*last永遠指向最後一個元素即end_of_list，所以*last永遠等於倒數第二個元素的next值，所以第一行new一個新的元素賦值給*last，可以直接將新的元素串聯到鏈表上，並自定將新元素變爲倒數第二個元素（最後一個元素爲end_of_list），然後重置last，讓last = &(*last)->next，*last是剛剛new已經pash_back的元素，*last->next就是&end_of_list的值，這是一個list_node*類型的，然後再取地址，其實就是取道了end_of_list.next，其實還是它本身。有點饒，下面將代碼抽離出來，gdb一下，看一下過程。
小Daemon
struct node{
struct node *next;
int a;
};
int main()
{
node node1,node2;
node1.a=1;
node2.a=2;
node2.next=NULL;
node1.next=&node2; node *p = &node1;
node **q = (node **)p;
return 1;
}----------------------------------------------------------
0x7fffffffd9e0 | node1的地址{next = 0x7fffffffd9f0, a = 1}
---------------------------------------------------------
0x7fffffffd9f0 | node2的地址{next = 0x0, a = 2}
---------------------------------------------------------所以這裏p = 0x7fffffffd9e0,十分好理解。我的機器是64位機器所以sizeof(node) = 16,其中指針8,int 4,剩下的4個浪費掉。所以node1 node2之間剛好差兩個字節，16位。此時node **q = (node **)p; 會將p原本指向一個16位的結構體struct node強制轉化爲一個指向struct node*的8位的二維指針q的值是0x7fffffffd9e0,*q的值爲0x7fffffffd9f0，爲node2的地址，node.next的值。如果在聲明node時候將next與a順序調換，是得不到這個效果的。
抽離的base_list實現
#include<stdio.h>
struct list_node
{
list_node *next;
void *info;
list_node(void *info_par,list_node *next_par)
:next(next_par),info(info_par)
{}
list_node() /* For end_of_list */
{
info= 0;
next= this;
}
};
list_node end_of_list;
class base_list
{
public:
list_node *first,**last;
unsigned int elements;
void empty() { elements=0; first= &end_of_list; last=&first;}
base_list() { empty(); }
bool push_back(void *info)
{
if (((*last)=new list_node(info, &end_of_list)))
{
last= &(*last)->next;
elements++;
return 0;
}
return 1;
}
};
int main()
{
int a=1,b=2,c=3,d=4;
base_list list;
list.push_back((void*)(&a));
list.push_back((void*)(&b));
list.push_back((void*)(&c));
list.push_back((void*)(&d));
return 0;
} first指向鏈表的第一個元素，*last指向最後一個元素，last指向last->next待添加到鏈表末尾的那個元素調試一下在我的機器上運行如下:
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0x601050 | end_of_list的地址{next = 0x601050 <end_of_list>, info = 0x0},first *last的值
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0x7fffffffd9f0 | 0x601050 ，last的值
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(*last)=new list_node(info, &end_of_list) 申請一個節點next指向end_of_list
*last的值爲0x601050所以first 的值也會更新爲這個新申請的節點
*last以及first被更新爲0x602010,他們的next值爲ox601050
last= &(*last)->next;
(*last)->next指向end_of_list值爲0x601050
&(*last)->next的值到底是什麼呢？即哪一個地址存儲的是0x601050這個值
答案是0x602010
與上面的解釋一樣，(list_node*)0x602010是first *last, (list_node**)0x602010是一個指向list_node*的指針，剛好這個地址的前八位爲first->next
即(*last)->next 0x601050 所以last=0x602010此時的*last = 0x601050 即指向了最後一個元素
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0x601050 | end_of_list的地址{next = 0x601050 <end_of_list>, info = 0x0}
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0x602010 | {next = 0x601050 <end_of_list>, info = &a}, first指向這個
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0x602010 | last等於這個地址值，*last = 0x601050 所以要清楚對於*last的修改就是讀first->next的修改，繼續往下看
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0x601050 | end_of_list的地址{next = 0x601050 <end_of_list>, info = 0x0}
----------------------------------------------------------------------------
0x602010 | {next = 0x602030 , info = &a}, first指向這個
---------------------------------------------------------------------------
0x602030 | {next = 0x601050 <end_of_list>, info = &b}
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0x602030 | last等於這個地址值，*last = 0x601050 所以要清楚對於*last的修改就是讀first->next的修改，繼續往下看
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這就是MySQL中二維指針的神奇。代碼簡介，效率上並沒有看出比一維指針好（可能是本人愚鈍）。
base_list::remove的實現
void remove(list_node **prev)
{
list_node *node=(*prev)->next;
if (!--elements)
last= &first;
else if (last == &(*prev)->next)
last= prev;
delete *prev;
*prev=node;
}
可以看到由於list_node結構的特殊，next位於第一個位置，所以對一個list_node *p 直接取地址&p 則會直接得到p的前一個節點，所以在remove中只傳一個參數就可以了，prev就是待刪除節點的前一個節點，*prev就是要刪除的節點。
總結
1. 二維指針實現的鏈表可以讓代碼簡介，雖然是單鏈表但是由於list_node的特殊結構可以直接得到節點的前一個元素，相當於雙鏈表，如果與雙鏈表進行比較則相當於省去了一個*prev的內存
2. 雖然二維指針+特殊的list_node結構代碼優美，但是自我感覺代碼可獨性一般（MySQL開發人員都是大牛所以估計沒有這個問題），這種技巧也不太容易掌握。
參考
1. MySQL的源碼文檔 http://www.iskm.org/mysql56/index.html
2. MySQL源碼