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Redis 是一款非常高性能的鍵值存儲數(shù)據(jù)庫，也是目前最熱門的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫之一。對于我們來說，學習 Redis 源碼不僅能更好地理解 Redis 的設(shè)計和實現(xiàn)原理，同時也能提高我們自身編程能力和分析問題的能力。在學習 Redis 源碼的過程中，我們需要突出重圍，才能更好地掌握 Redis。
創(chuàng)新互聯(lián)成立10年來，這條路我們正越走越好，積累了技術(shù)與客戶資源，形成了良好的口碑。為客戶提供網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)站策劃、網(wǎng)頁設(shè)計、國際域名空間、網(wǎng)絡(luò)營銷、VI設(shè)計、網(wǎng)站改版、漏洞修補等服務(wù)。網(wǎng)站是否美觀、功能強大、用戶體驗好、性價比高、打開快等等，這些對于網(wǎng)站建設(shè)都非常重要，創(chuàng)新互聯(lián)通過對建站技術(shù)性的掌握、對創(chuàng)意設(shè)計的研究為客戶提供一站式互聯(lián)網(wǎng)解決方案，攜手廣大客戶，共同發(fā)展進步。
一、Redis 的結(jié)構(gòu)體和數(shù)據(jù)類型
Redis 內(nèi)部有很多結(jié)構(gòu)體和數(shù)據(jù)類型，也是我們學習 Redis 源碼的重點之一。其中，最重要的是 RedisObject 和 redisDb 兩個數(shù)據(jù)類型。RedisObject 是 Redis 內(nèi)部使用的一種通用數(shù)據(jù)類型，它包含了對象的類型和值。RedisObject 中，有很多基本的數(shù)據(jù)類型，如字符串、整數(shù)等等。redisDb 則是 Redis 數(shù)據(jù)庫的一個數(shù)據(jù)類型，它主要負責存儲數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)相關(guān)的操作。
RedisObject 和 redisDb 的定義，可以在 redis.h 文件中看到：
“`c
// RedisObject 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
typedef struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
void *ptr;
int64_t LRU; /* 對象最后一次被訪問的時間 */
int refcount; /* 引用計數(shù)器，在引用次數(shù)變?yōu)?0 時，對象被釋放 */
} redisObject;
// redisDb 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
typedef struct redisDb {
dict *dict; /* 數(shù)據(jù)庫鍵空間，鍵值對都存儲在這里 */
dict *expires; /* 鍵過期時間，用于實現(xiàn)過期屬性 */
dict *blocking_keys; /* 阻塞鍵，用于實現(xiàn) pub/sub 機制 */
int id; /* 數(shù)據(jù)庫編號 */
long long avg_ttl; /* 鍵平均過期時間 */
list *defrag_later; /* 要重新調(diào)整內(nèi)存占用的鍵 */
} redisDb;
二、Redis 的事件處理機制
Redis 內(nèi)部采用事件驅(qū)動方式來處理各種事件，這是 Redis 高性能的關(guān)鍵所在。Redis 的事件處理機制主要有以下兩個部分：
1. 文件事件處理器（file event）
文件事件處理器使用 epoll、kqueue 或者 select 等機制來監(jiān)聽文件描述符，一旦文件描述符變?yōu)榭勺x或可寫，就會產(chǎn)生事件，然后通過調(diào)用回調(diào)函數(shù)來處理事件。在 Redis 源碼中，文件事件處理器主要是通過 ae.c 文件實現(xiàn)的。
2. 時間事件處理器（time event）
時間事件處理器會周期性地執(zhí)行一些任務(wù)，如過期鍵的釋放和 AOF 文件寫入等。在 Redis 中，時間事件處理器主要是通過 Redis 的時間事件鏈表實現(xiàn)的。Redis 會將需要執(zhí)行的任務(wù)和執(zhí)行時間設(shè)置為一個時間事件，然后加入到時間事件鏈表中，當?shù)竭_執(zhí)行時間時，Redis 會調(diào)用回調(diào)函數(shù)來處理時間事件。
三、Redis 的命令實現(xiàn)
Redis 支持很多命令，如 GET、SET、INCR、HGET、HSET 等。每個命令都有自己的實現(xiàn)，這些實現(xiàn)代碼都存儲在 Redis 源代碼的 src 目錄下的對應(yīng)文件中。例如，GET 命令的實現(xiàn)在 src/db.c 文件中，INCR 命令的實現(xiàn)在 src/increment.c 文件中。
Redis 命令的實現(xiàn)一般由兩部分組成：命令解析和命令執(zhí)行。命令解析是將用戶輸入的命令解析成相應(yīng)的參數(shù)和命令名。命令執(zhí)行則是根據(jù)命令名和參數(shù)執(zhí)行具體的操作，在 Redis 內(nèi)部完成相應(yīng)的處理和返回結(jié)果給客戶端。
例如，GET 命令的實現(xiàn)如下所示：
```c
// db.c 文件中 GET 命令的實現(xiàn)
robj *lookupKey(redisDb *db, robj *key) {
dictEntry *de = dictFind(db->dict,key->ptr);
/* dictEntry 可以理解為鍵值對的節(jié)點 */
if (de) {
robj *val = dictGetVal(de);
return val;
}
return NULL;
}
void getCommand(redisClient *c) {
robj *o;
if ((o = lookupKeyReadOrReply(c,c->argv[1],shared.nullbulk)) == NULL) return;
if (o->type != REDIS_STRING) {
addReply(c,shared.wrongtypeerr);
return;
}
addReplyBulk(c,o);
}
在這段代碼中，lookupKey 函數(shù)用于查找包含指定鍵的數(shù)據(jù)庫條目。如果找到了條目，就返回與之關(guān)聯(lián)的值，否則返回 NULL。getCommand 函數(shù)會先使用 lookupKey 函數(shù)查找相應(yīng)的鍵值對，如果找到了指定的鍵，就檢查值的類型是否為字符串，最后將字符串值通過 addReplyBulk 函數(shù)返回給客戶端。
四、Redis 的內(nèi)存管理
作為一個高性能的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，Redis 在內(nèi)存管理方面也有很大的優(yōu)化。在 Redis 內(nèi)部，有一個名為 zmalloc 的內(nèi)存管理庫，它用于分配和釋放內(nèi)存，另外還有一個名為 RedisObjectPool 的對象池，用于顆?；毓芾硭?RedisObject 對象的生命周期。
在 Redis 中，內(nèi)存分配和釋放都是通過 zmalloc 實現(xiàn)的。zmalloc 包裝了系統(tǒng)的 malloc、realloc 和 free 函數(shù)，并提供了一些性能優(yōu)化和安全檢查機制。例如，zmalloc 會對分配的內(nèi)存塊進行驗證，以防止內(nèi)存越界和內(nèi)存泄漏。
RedisObjectPool 則是 Redis 內(nèi)部用來管理所有 RedisObject 對象的生命周期的對象池。RedisObject 是 Redis 內(nèi)部使用的通用數(shù)據(jù)類型，用于封裝鍵和值。為了提高 Redis 的性能，RedisObjectPool 使用了一些優(yōu)化技術(shù)，如內(nèi)存池、標記清除等，可以有效地降低內(nèi)存分配的開銷和 GC 的頻率，提高 Redis 的性能。
五、總結(jié)
學習 Redis 源碼是一項較為復(fù)雜的任務(wù)，但它會讓我們更深入地了解 Redis 的設(shè)計和實現(xiàn)原理。在學習 Redis 源碼時，我們需要重點關(guān)注 Redis 的結(jié)構(gòu)體和數(shù)據(jù)類型、事件處理機制、命令實現(xiàn)和內(nèi)存管理等方面。只有突出重圍，才能更好地掌握 Redis 的精髓。
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