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深入淺出：Redis源碼圖片實(shí)操指南
Redis是一種開源的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，具有極高的性能和靈活性。在眾多的數(shù)據(jù)庫中，Redis非常受歡迎，被廣泛應(yīng)用于緩存、隊(duì)列、計(jì)數(shù)器等場(chǎng)景。為了更好地理解Redis的機(jī)制和原理，學(xué)習(xí)Redis源碼是非常有意義的事情。本文將分享一個(gè)Redis源碼實(shí)踐指南，通過對(duì)Redis源碼中的關(guān)鍵代碼圖解介紹，幫助讀者更好地理解Redis。
1.網(wǎng)絡(luò)通信
Redis是一個(gè)基于客戶端-服務(wù)端模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，服務(wù)器通過監(jiān)聽一個(gè)TCP端口來接收來自客戶端的連接。服務(wù)端啟動(dòng)后，循環(huán)等待客戶端連接請(qǐng)求，并在連接請(qǐng)求到達(dá)時(shí)響應(yīng)連接。
在Redis的源碼中，網(wǎng)絡(luò)通信部分主要工作是監(jiān)聽連接請(qǐng)求，接受客戶端連接，以及收發(fā)數(shù)據(jù)。以下是源碼中與網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的核心代碼：
//創(chuàng)建監(jiān)聽套接字
listen_sock = anetTcpServer(err, port, bindaddr, tcp_backlog);
while(!server.shutdown_asap) {
//等待客戶端連接的到來
if ((c = acceptTcpClient(cserver->listen_sock, (struct sockaddr*)&sa, &clientlen)) == -1) {
if (errno == EINTR) continue;
serverLog(LL_WARNING, "Accepting client connection: %s", strerror(errno));
return NULL;
}
//...接收請(qǐng)求并處理
processInputBuffer(c);
//...
}
//發(fā)送應(yīng)答
int clientsCronHandleWrite(aeEventLoop *eventLoop, int fd, void *clientData, int mask) {
//...
nwritten = write(c->fd,c->buf + c->sentlen,nbytes);
//...
}
在代碼注釋中，我們可以看到這部分代碼主要是通過創(chuàng)建監(jiān)聽套接字和接收客戶端連接來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的。其中涉及到一個(gè) acceptTcpClient() 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)是Redis自己實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)現(xiàn)上屏蔽了一些系統(tǒng)調(diào)用的細(xì)節(jié)。
2.鍵值存儲(chǔ)
Redis最重要的一部分便是它的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)。Redis支持五種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括字符串、列表、哈希表、集合、有序集合。Redis的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)是其擁有高性能、高可靠性、高可擴(kuò)展性的重要原因。
以下是Redis中存儲(chǔ)相關(guān)的核心代碼片段，它們展示了如何存儲(chǔ)和查詢數(shù)據(jù)：
//向Redis中添加一個(gè)string類型的鍵值對(duì)
void setCommand(redisClient *c) {
c->argv[2] = tryObjectEncoding(c->argv[2]);
setKey(c->db,c->argv[1],c->argv[2]);
}
//查詢key對(duì)應(yīng)的value
robj *lookupKey(redisDb *db, robj *key) {
dictEntry *de = dictFind(db->dict,key->ptr);
if (de) {
robj *val = dictGetVal(de);
return val;
}
return NULL;
}
這些代碼展示了Redis如何存儲(chǔ)一個(gè)鍵值對(duì)，如何查詢一個(gè)key，以及在查詢key時(shí)如何通過哈希表來實(shí)現(xiàn)高效的查詢。
3.持久化機(jī)制
Redis的持久化機(jī)制是Redis的又一個(gè)重要特性。Redis的持久化機(jī)制可以將Redis中的數(shù)據(jù)持久化到磁盤中，保證數(shù)據(jù)不會(huì)在程序關(guān)閉或者系統(tǒng)宕機(jī)時(shí)丟失。Redis支持兩種不同的持久化方式：快照持久化和AOF持久化。
以下是Redis中的持久化相關(guān)的核心代碼片段：
//執(zhí)行快照持久化操作
long long lastsave = server.lastsave;
//...
if (rdbSave(server.rdb_filename) == C_OK) {
/* Sync here to flush the data on disk before
* rename over the old DB. */
//...
}
else {
log_err("Fled to open RDB file %s: %s", tmpfile, strerror(errno));
}
//執(zhí)行AOF持久化操作
ssize_t aofWrite(int fd, const char *buf, size_t len) {
ssize_t nwritten = 0, totwritten = 0;
while(len) {
if ((nwritten = write(fd,buf,len)) == -1) {
if (errno == EINTR) continue;
return totwritten ? totwritten : -1;
}
len -= nwritten;
buf += nwritten;
totwritten += nwritten;
}
return totwritten;
}
在代碼中，我們可以看到Redis中執(zhí)行持久化操作的主要代碼段。當(dāng)執(zhí)行快照持久化操作時(shí)，Redis會(huì)通過 rdbSave() 函數(shù)將數(shù)據(jù)寫入磁盤中；而執(zhí)行AOF持久化操作時(shí)，Redis會(huì)通過 aofWrite() 函數(shù)將日志文件中的內(nèi)容寫入磁盤。
4.事件驅(qū)動(dòng)和多路復(fù)用
Redis是一個(gè)基于事件驅(qū)動(dòng)和多路復(fù)用技術(shù)的軟件。在Redis的源碼中，事件驅(qū)動(dòng)和多路復(fù)用讓Redis在處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求時(shí)達(dá)到了高效的處理能力。Redis通過多路復(fù)用技術(shù)，將多個(gè)子進(jìn)程的控制信號(hào)歸一化，并將它們封裝成事件。當(dāng)有事件發(fā)生時(shí)，Redis將自動(dòng)告知處理程序，以達(dá)到高效處理請(qǐng)求的目的。
以下是Redis中事件驅(qū)動(dòng)和多路復(fù)用相關(guān)的核心代碼：
//創(chuàng)建時(shí)間事件
void aeCreateTimeEvent(aeEventLoop *eventLoop, long long milliseconds, aeTimeProc *proc, void *clientData, aeEventFinalizerProc *finalizerProc) {
aeTimeEvent *te;
//...
}
//監(jiān)聽多個(gè)socket
int aeApiPoll(aeEventLoop *eventLoop, struct timeval *tvp) {
int retval, numevents = 0;
retval = zpoll(eventLoop->pollfds, eventLoop->npollfds, tvp);
//...
}
在這里，我們看到Redis是如何通過創(chuàng)建時(shí)間事件和監(jiān)聽多個(gè)socket來實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)和多路復(fù)用的。這些代碼讓Redis的主程序能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)來自多個(gè)客戶端的請(qǐng)求，并在最短的時(shí)間內(nèi)完成處理。
總結(jié)
Redis是一個(gè)功能強(qiáng)大、高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，有助于提高應(yīng)用程序的性能和可擴(kuò)展性。通過本文的Redis地址源碼實(shí)踐指南，我們展示了關(guān)鍵源碼的代碼片段，以及對(duì)應(yīng)的圖解說明。這些代碼片段，使得我們更好地了解了Redis的源碼實(shí)現(xiàn)，為探究Redis內(nèi)部機(jī)制提供了很好的參考。
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