Redis之路浅析Redis运行逻辑（redis运行逻辑）

Redis之路——浅析Redis运行逻辑

Redis是一个高性能的key-value存储系统，常用于缓存、消息队列以及计数器等应用场景。虽然Redis的使用已经被广泛接受，但对于Redis的核心运行逻辑，却很少有人进行深入研究。本文将从Redis的基本结构、命令解析、事件处理以及持久化等方面进行简要介绍。

一、Redis的基本结构

Redis是由一系列服务器组成的分布式系统。其中包含一个主服务器和多个从服务器。主服务器是负责处理所有的写请求，而从服务器则是负责处理所有的读请求。在Redis的内存结构中，所有的数据都以键值对的形式存储，其中键是一个字符串对象，而值则可以是多种类型的对象（如字符串、列表、哈希表等）。

二、命令解析

Redis的命令解析器主要有两个作用：一是解析输入的Redis命令，二是将解析后的命令提交给数据库处理器进行处理。Redis的命令解析器采用C语言编写，具体的代码实现如下：

void processCommand(client *c) {
    char *line = c->querybuf;
    sds args[REDIS_MAXARGS];
    int argc, j;
    if (processInlineBuffer(c,args) == REDIS_OK) {
        argc = c->argc;
        call(redisCommandTable[c->cmd->id].proc,c);
    }
}
int processInlineBuffer(client *c, sds *argv) {
    int argc = 0;
    char *p = c->querybuf+c->qb_pos;
    char *line = c->querybuf;
    while(1) {
        /* Skip blanks. */
        while(*p == ' ' || *p == '\t') p++;
        /* Argument starts here. */
        if (*p == '"' || *p == '\'') {
            char sep = *p++;
            if (procQuoteItem(c,argv+argc,REDIS_INLINE_MAXSIZE-(line-p),sep)
                == REDIS_ERR) goto cleanup;
        } else {
            char *arg = p;
            while(1) {
                if (*p == ' ' || *p == '\n' || *p == '\r' || *p == '\0') break;
                p++;
            }
            if (*p == '\n' || *p == '\r' || *p == '\0') {
            /* Space or EOS */
                if (procOneArgument(c,argv+argc,arg,p-arg) == REDIS_ERR)
                    goto cleanup;
                argc++;
                goto cleanup;
            } else if (*p == ' ') {
                if (procOneArgument(c,argv+argc,arg,p-arg) == REDIS_ERR)
                    goto cleanup;
                argc++;
                p++;
                arg = p;
            }
        }
    }
    cleanup:
    c->querybuf = sdscatlen(c->querybuf,p-(c->querybuf+c->qb_pos));
    c->qb_pos = 0;
    return argc;
}

上述代码主要是从Redis的命令解析器中抽取的。从代码中可以看出，Redis的命令解析器主要采用了一种“空格”分隔的方式对输入的命令进行解析，将解析后的命令交由对应的命令处理函数进行处理。

三、事件处理

事件处理是Redis处理请求的核心部分。在Redis中，所有的请求都是异步地处理的，也就是说，所有的请求都会被转换成事件放入到事件处理器的事件队列中，由事件处理器一个个地处理。事件处理器主要由以下几个部分组成：

1. 事件队列

事件队列是Redis中实现异步请求处理的核心。所有请求都会被转换成事件放入到事件队列中，由事件处理器基于非阻塞IO模型逐个处理。在Redis中，事件队列是使用链表实现的，具体的代码实现如下：

typedef struct redisEventLoop {
    int maxfd;
    fd_set rfds, wfds, _rfds, _wfds;
    time_t last_time, time_event_next_id;
    redisFileEvent events[REDIS_MAXEVENTS];
    redisTimeEvent *time_events;
    int stop;
    int before_sleep;
    void *apidata;
#ifdef HAVE_EPOLL    
    int epfd;
    struct epoll_event ep_events[REDIS_MAXEPOLL_EVENTS];
#endif
} redisEventLoop;

2. 文件IO事件

在Redis中，所有的读写操作都是通过文件IO事件进行调度的。Redis会检测所有与当前事件处理器相关的文件描述符上是否有数据可读写，并将这些读写事件放入到事件队列中等待处理。文件IO事件的具体代码实现如下：

typedef void redisFileProc(struct redisEventLoop *eventLoop, int fd, void *clientData, int mask);
typedef struct redisFileEvent {
    int mask; /* one of AE_(READABLE|WRITABLE|BARRIER) */
    redisFileProc *rfileProc;
    redisFileProc *wfileProc;
    void *clientData;
} redisFileEvent;

3. 时间事件

Redis还支持通过时间事件进行异步操作。时间事件是通过Redis的时间事件处理器进行调度的，对于常规的事件，Redis会遍历所有请求，并将其放入事件队列中等待处理。而对于时间事件，则是通过Redis的时间事件处理器基于真实的纪元时间调度的。时间事件的代码实现如下：

typedef void redisTimeProc(struct redisEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData);
typedef struct redisTimeEvent {
    long long id; /* 时间事件的id */
    long when_sec; /* 时间事件触发的毫秒数 */
    long long when_ms; 
    redisTimeProc *timeProc; 
    void *clientData; 
    struct redisTimeEvent *next;
} redisTimeEvent;

四、持久化

在Redis中，数据持久化是非常重要的一个环节。Redis为了保证数据的安全性，支持两种持久化方式：快照和AOF。

1. 快照

快照持久化是Redis的一种默认方式。在快照持久化中，Redis会将库中的所有数据存储在磁盘上的.rdb文件中。当Redis被重新启动时，它会从.rdb文件中读取数据以恢复其先前的状态。快照持久化不仅效率高而且支持快速恢复，适合大多数数据集。

2. AOF

AOF持久化是Redis的高级持久化方式。在AOF持久化中，Redis会将所有修改操作记录在一个日志文件中。当Redis被重新启动时，它会重新执行日志文件中的所有命令以恢复其先前的状态。AOF持久化虽然效率较低，但适合对数据一致性要求较高的应用场景。

总结

本文介绍了Redis的基本架构、命令解析、事件处理和持久化等方面。尽管篇幅有限，但有助于读者对Redis的运行逻辑有更深刻的理解。同时，也希望读者能够在研究Redis的过程中，积累更多实践经验。