建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
深入理解Redis源碼實(shí)現(xiàn)
Redis是一種內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，以其快速性能和簡單易用性而聞名。然而，許多開發(fā)者還不夠了解Redis的內(nèi)部機(jī)制，包括其實(shí)現(xiàn)原理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在本文中，我們將深入探討Redis的源碼實(shí)現(xiàn)，以幫助讀者更好地理解Redis的內(nèi)部機(jī)制和實(shí)現(xiàn)。
整體架構(gòu)
Redis是一種基于鍵值（key-value）的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以它的核心在于存儲(chǔ)和訪問數(shù)據(jù)。Redis的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通常是在內(nèi)存中完成，這樣可以獲得更快的讀寫速度。同時(shí)，Redis使用一種稱為“RDB”的持久化機(jī)制，可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)快速地保存到磁盤中，以保證數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)槌绦虮罎⒒蛲C(jī)而丟失。Redis還提供了一些高級(jí)特性，包括發(fā)布訂閱、Lua腳本、Redis事務(wù)、存儲(chǔ)桶（bucket）和HyperLogLog等。
Redis的整體架構(gòu)分為客戶端和服務(wù)器兩個(gè)層次?？蛻舳丝梢允鞘褂肦edis命令行界面（CLI）的人工操作，也可以是其他程序通過Redis協(xié)議與Redis服務(wù)器進(jìn)行通信。Redis的服務(wù)器端支持多個(gè)客戶端并發(fā)訪問。當(dāng)客戶端通過網(wǎng)絡(luò)連接到Redis服務(wù)器時(shí)，Redis會(huì)解析協(xié)議報(bào)文，識(shí)別出客戶端發(fā)來的命令和參數(shù)。然后Redis會(huì)根據(jù)命令參數(shù)和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后將結(jié)果返回給客戶端?；仡檪鹘y(tǒng)的分布式架構(gòu)，我們可以發(fā)現(xiàn)這種架構(gòu)非常適合大量繁復(fù)的計(jì)算場(chǎng)景。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Redis內(nèi)置了多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合和位數(shù)組等。每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有自己的特點(diǎn)和使用場(chǎng)景。例如，字符串（string）是基本的鍵值對(duì)，它可以存儲(chǔ)任意長度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；哈希表（hash）可以存儲(chǔ)鍵-值對(duì)的集合；列表（list）支持在列表的兩端進(jìn)行插入和刪除等操作；集合（set）和有序集合（sorted set）都是無序的元素集合，其中有序集合可以根據(jù)元素的分值進(jìn)行排序；位數(shù)組（bitarray）是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以壓縮和存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都在Redis源碼中實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下：
“`c
typedef struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
void *ptr;
int refcount;
unsigned LRU:22;
} robj;
這里的`type`表示數(shù)據(jù)類型，可以是字符串（`REDIS_STRING`）、哈希（`REDIS_HASH`）等；`encoding`表示數(shù)據(jù)編碼方式，可以是RAW、INT、EMBSTR、RAW或QUICKLIST等；`ptr`指向?qū)嶋H存儲(chǔ)的值的指針，可以是void類型。為了支持多個(gè)客戶端的并發(fā)訪問，Redis在底層使用了多個(gè)線程和鎖機(jī)制來保護(hù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問。
網(wǎng)絡(luò)通信
Redis的客戶端和服務(wù)器之間使用一種稱為Redis協(xié)議（RESP）的簡單文本協(xié)議進(jìn)行通信。該協(xié)議基于TCP/IP協(xié)議棧，在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層使用TCP協(xié)議，通信內(nèi)容則是簡單文本協(xié)議。簡單文本協(xié)議是一種易于解析的協(xié)議，它基于單行文本，由命令和參數(shù)構(gòu)成。例如，以下協(xié)議代碼用于獲取鍵名為“foo”的值：
*2\r\n$3\r\nGET\r\n$3\r\nfoo\r\n
在這個(gè)例子中，`*2`表示有兩個(gè)參數(shù)，`$3`表示下一行是3個(gè)字節(jié)的參數(shù)，`GET`表示要執(zhí)行的命令，`$3`表示下一行是3個(gè)字節(jié)的參數(shù)，最后`foo`是參數(shù)的值。為了使Redis支持高并發(fā)訪問，服務(wù)器端引入了多線程和異步IO模型來提高網(wǎng)絡(luò)IO的性能。通常，服務(wù)器端處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求后會(huì)將響應(yīng)報(bào)文返回給客戶端。
總結(jié)
本文介紹了Redis的整體架構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信，為讀者提供了一定的Redis源碼實(shí)現(xiàn)知識(shí)。Redis的源碼實(shí)現(xiàn)使用了眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，包括哈希表、跳躍表、字符串匹配和多線程互斥等。如果讀者有興趣深入了解Redis的源碼實(shí)現(xiàn)，可以參考RedLSM、RedisGears和RedisBloom等開源項(xiàng)目，來進(jìn)一步學(xué)習(xí)Redis的高級(jí)應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1] Redis Introduction. https://redis.io/topics/introduction
[2] Redis Commands. https://redis.io/commands
[3] Understanding Redis Data Structures. https://redislabs.com/redis-best-practices/understanding-redis-data-structures/
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開通。
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。專業(yè)提供云主機(jī)、虛擬主機(jī)、域名注冊(cè)、VPS主機(jī)、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
當(dāng)前名稱：深入理解Redis源碼實(shí)現(xiàn)（redis源碼是多少）
URL分享：http://www.dlmjj.cn/article/djsgoch.html
