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從零開(kāi)始：Redis 模塊開(kāi)發(fā)實(shí)踐
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Redis 是一個(gè)快速、穩(wěn)定且易于使用的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)。它可以儲(chǔ)存多種不同類型的數(shù)據(jù)，如字符串、列表、哈希和集合等。Redis 的目標(biāo)是在高負(fù)載下保持高性能，并且即使在故障恢復(fù)和數(shù)據(jù)備份方面也是如此。
Redis 的核心是由 C 語(yǔ)言編寫的，對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，如果希望為 Redis 添加新的功能，需要對(duì) C 語(yǔ)言進(jìn)行熟悉，并且需要熟悉 Redis 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。自 Redis 4.5 版本引入模塊化支持之后，就可以通過(guò)編寫 Redis 模塊來(lái)為 Redis 添加新的功能。Redis 模塊是由 C 語(yǔ)言編寫的動(dòng)態(tài)庫(kù)，在 Redis 運(yùn)行時(shí)加載并提供新的命令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等功能。
本文介紹如何通過(guò)實(shí)踐來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的 Redis 模塊。我們將開(kāi)發(fā)一個(gè)用于計(jì)算 IP 地址范圍的 Redis 模塊，并介紹如何編寫和編譯 Redis 模塊、如何在 Redis 中使用和測(cè)試 Redis 模塊等方面的知識(shí)。
1. 編寫 Redis 模塊的實(shí)現(xiàn)
Redis 模塊由 C 語(yǔ)言編寫，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)，通過(guò)鏈接 Redis 實(shí)例，提供新的命令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等功能。我們將開(kāi)發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的 Redis 模塊，它用于計(jì)算給定 IP 地址的范圍。
讓我們從定義一個(gè)命令開(kāi)始。我們定義了一個(gè)名為 “iprange” 的命令，該命令接收兩個(gè)參數(shù)：IP 地址的起始地址和終止地址。它將這兩個(gè)地址轉(zhuǎn)換為整數(shù)，并計(jì)算它們之間的范圍。它將這個(gè)范圍以字符串的形式返回給調(diào)用者。
以下是我們定義的命令：
void iprangeCommand(client *c) {
long long start_ip = 0, end_ip = 0;
sds start_str = c->argv[1]->ptr;
sds end_str = c->argv[2]->ptr;
if (inet_pton(AF_INET, start_str, &start_ip) == 0) {
addReplyError(c, "invalid start ip");
return;
}
if (inet_pton(AF_INET, end_str, &end_ip) == 0) {
addReplyError(c, "invalid end ip");
return;
}
if (start_ip > end_ip) {
addReplyError(c, "start_ip can not be greater than end_ip");
return;
}
char buf[64];
sprintf(buf, "%lld", end_ip - start_ip + 1);
addReplyBulkCString(c, buf);
}
在上面的代碼中，我們使用了名為 “inet_pton” 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)來(lái)將 IP 地址字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)。如果轉(zhuǎn)換失敗，則會(huì)向客戶端返回相應(yīng)的錯(cuò)誤消息。如果兩個(gè) IP 地址傳遞給函數(shù)的順序無(wú)效，則函數(shù)將返回另一個(gè)錯(cuò)誤消息。我們計(jì)算 IP 地址范圍并將其作為字符串發(fā)送給 Redis 客戶端。
2. 編寫 Makefile
為了將 C 代碼編譯為 Redis 模塊，需要編寫一個(gè) Makefile 文件。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Makefile 文件，它將 C 代碼編譯為 shared library 文件：
REDISModule_PATH := $(shell redis-cli --eval "return require 'redis.modules.path'" &>/dev/null)
REDISEARCH_PATH = ../redismodules_sdk_SDK/redisearch
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -Werror -fpic -I$(REDISMODULE_PATH)/include
LDFLAGS = -shared
MODULE_NAME = iprange
all: $(MODULE_NAME).so
$(MODULE_NAME).so: $(MODULE_NAME).o
$(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $
$(MODULE_NAME).o: $(MODULE_NAME).c
$(CC) $(CFLAGS) -c $^
clean:
rm -f $(MODULE_NAME).so $(MODULE_NAME).o
在上面的 Makefile 中，我們定義了以下變量：
– REDISMODULE_PATH：存儲(chǔ) Redis 模塊的路徑。
– REDISEARCH_PATH：存儲(chǔ) Redisearch 模塊的路徑。
– CC：使用的編譯器。
– CFLAGS：編譯器選項(xiàng)。
– LDFLAGS：鏈接器選項(xiàng)。
– MODULE_NAME：模塊名。
Makefile 文件的 “all” 目標(biāo)使用 “iprange.so” 目標(biāo)編譯 Redis 模塊。如果 “iprange.c” 文件已更新，則 “all” 目標(biāo)將自動(dòng)重新編譯模塊。Makefile 文件的 “clean” 目標(biāo)可用于清除中間文件和目標(biāo)文件。
3. 加載 Redis 模塊
為了加載 Redis 模塊，需要將 Redis 模塊文件復(fù)制到 Redis 模塊的目錄中。該目錄在 Redis 的配置文件中定義，通常存儲(chǔ)在 “/usr/lib/redis/modules/” 中。
在使用 Redis 模塊之前，需要在 Redis 實(shí)例中加載模塊。你可以使用 Redis 命令 “MODULE LOAD” 加載模塊。在本例中，可以使用以下命令將模塊加載到 Redis 實(shí)例中：
127.0.0.1:6379> MODULE LOAD /path/to/iprange.so
現(xiàn)在，我們可以在 Redis 客戶端中使用 “iprange” 命令了。以下是使用 “iprange” 命令計(jì)算 IP 地址范圍的示例：
127.0.0.1:6379> IPRANGE 192.168.0.1 192.168.0.10
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我們已經(jīng)介紹了 redis 模塊開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的 Redis 模塊。通過(guò)擴(kuò)展 Redis 模塊，可以為 Redis 添加更多功能。例如，你可以創(chuàng)建專門的 Redis 模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)搜索、串行化、加密和緩存等功能。編寫 Redis 模塊的難度和復(fù)雜度取決于所需的功能和實(shí)現(xiàn)的方式。
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