深入理解侵入式容器与非侵入式容器（intrusive containers）

在传统的数据结构的实现中，分为侵入式容器和非侵入式容器两种

侵入式容器

这也是教材喜欢使用的数据结构的实现方式，将数据结构放入类中，所以先讲这个

非侵入式容器：

struct ListNode {ListNode *prev, *next;int value;
};

这时候如果要用模板实现的话就是：

template <typename T>
struct ListNode {ListNode *prev, *next;T value;
};

可以看见数据都是放在类中，这也是平常在教学中常用的数据结构组织方式

非侵入式容器

C++标准的STL库中实现的容器，甚至于Redis中实现的容器都是非侵入式容器

关于在linux的kernel/inclue/linux/types.h源码中链表的实现：

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

看一看这个数据结构表示中，只在里面存储了数据类型的前驱节点和后驱节点

这时候，如果想要存储数据，需要创建指定的数据结构

Struct node{int sum;list_head  list;
}

这时候的数据结构示意图如下：

关于Ridis的adlist.h源码中：

typedef struct listNode {struct listNode *prev;struct listNode *next;void *value;
} listNode;

在value中通过一个指针指向存储数据结构的区域

这时候，可以实现一个数据结构比如说struct

struct A{int data;
}

这时候需要用指针读到这个数据结构：

listNode *Node;
int v =(int*)Node->value;

非侵入式容器总结和优势

可有看到再以上的非侵入式容器中数据没有直接放入类中，这样存储有什么好处呢？

这样存储数据类型有着非常的灵活性，解耦了容器和数据

比如说把

typedef struct listNode {struct listNode *prev;struct listNode *next;void *value;
} listNode;

放入h文件中

把

struct A{int data;
}

放入cpp文件后

每次编译的时候，h文件需要全部复制到cpp文件中

这时候，如果修改类存储的数据结构的时候，放如果使用侵入式的方法，就会发现，h中改动一下，就要重新编译好久，单数放在cpp中，就会使得编译的流程大大减少

另一方面：

非入侵式容器不需要使用模板泛型编程，但是这不意味着彻底抛弃模板，在boost库的intrusive中就需要使用typename

侵入式容器总结和优势

在非侵入式容器中，每回寻找数据需要指针再次定位，但在现在的电脑上，这点性能开销简直可以忽略不记

创建需要在两个空间上new两次，其实也影响不大

其实它最不好地方在于在松散的内存布局对于cache line及其不友好

那么侵入式容器的优势就出来了，可以使得内存紧密排列，从而提高chache的命中率

另外重要的一点就是：

在STL的容器都是使用allocator分配器，如果使用侵入式容器，由于调用关系数据只能分配在堆上面

但是如果使用了侵入式容器的话，数据可以分配在栈上面，例如使用plancement new

在EASTL库中（由于游戏的特殊性，一般游戏需要构建自己的内存池，所以EASTL这套EA开发的高性能库成了不烧游戏开发的选择），就提供了intrusive容器的使用

扩展：从容器到侵入式和非侵入式框架设计

侵入式框架：引入了框架，对现有的类的结构有影响，需要实现框架某些接口或者基础某些特定的类。

非侵入式框架：引入了框架，对现有的类结构没有影响，不需要实现框架某些接口或者特定的类。

现在sprinresprinredis的框架设计倾向于非侵入式框架，这源于代码设计高内聚，低耦合原则

就拿spring举例吧，在java常用的spring框架中，就是常用的非侵入式框架设计,利用反射和动态调节涌来实例化对象，代码中没有与spring耦合交叉的类，这时候完全可以换一套框架，但是对原来的代码没影响，这么说当然夸张了，有一点侵入还是有的