分析Redis源码，发掘队列秘密（redis源码队列）

分析Redis源码，发掘队列秘密

随着互联网的快速发展，数据量呈指数级增长，对于数据的高效存储和读取需要越来越快速的响应能力。队列作为一种常见的数据结构，是解决高并发读写的重要选择之一。而Redis作为一个开源的高性能NoSQL数据库，深受大家喜爱。本文将从源码的角度，探究Redis队列的实现细节和优化措施。

Redis队列实现方式

Redis中的队列使用list结构来实现，通过rpush命令可以将一个元素插入到列表尾部，通过lpop命令可以将列表头部的元素弹出。代码实现如下：

/*在列表尾部插入一个元素*/
void rpushCommand(client *c) {
    robj *o;
    list *l;
 
    if ((o = lookupKeyWriteOrReply(c,c->argv[1],shared.czero)) == NULL || checkType(c,o,OBJ_LIST)) 
        return;
    l = o->ptr;
 
    for (int j = 2; j argc; j++) {
        o = c->argv[j];
        listAddNodeTl(l,o);
        incrRefCount(o);
    }
 
    addReplyLongLong(c,listLength(l));
}
 
/*从列表头部弹出一个元素*/
void lpopCommand(client *c) {
    robj *o;
    list *l;
 
    if ((o = lookupKeyWriteOrReply(c,c->argv[1],shared.nullbulk)) == NULL || checkType(c,o,OBJ_LIST)
        || listLength((l = o->ptr)) == 0)
        return;
 
    o = listNodeValue(listFirst(l));
    decrRefCount(o);
    listDelNode(l,listFirst(l));
    addReplyBulk(c,o);
}

从代码实现可以看出，Redis通过c->argv来读取命令的参数，通过lookupKeyWriteOrReply函数查找对应key的值，然后通过list结构实现队列的相关操作。在rpush命令中，如果队列不存在，则会返回shared.czero（一个空的字符串）；在lpop命令中，如果队列不存在，则会返回shared.nullbulk（一个空的列表）。

队列的并发性优化

为了提高队列的并发性能，Redis实现中使用了两种特殊的list：quicklist和ziplist。

quicklist是一种Redis自带的简单双向链表，它内部包含了多个ziplist（压缩列表），每个ziplist中包含了多个元素。在插入元素时，如果元素长度小于等于64字节，则将元素插入到最后一个ziplist中，否则将新建一个ziplist并插入到quicklist中。quicklist的实现方式可以看做是一种有限容量的链表，对于小长度的元素来说，可以直接插入到链表的末尾，不会引起内存分配了；对于大长度的元素，也不会引起内存分配，只会增加一个新的ziplist，因此不会像普通的链表那样浪费内存，同时也避免了频繁的内存分配和释放操作。

ziplist也是一种Redis自带的结构，它是一种紧凑的线性结构，将多个元素按照顺序存储在一起。在队列操作中，当元素长度较小时，Redis会使用它来代替普通的list结构，它能够大幅度节省内存，提升队列的性能。

为了保证队列的并发性能，Redis在插入元素时，首先会对key值进行加锁，防止多个线程同时对同一个key进行写操作。同时，Redis采用了多个运行时参数来优化队列的性能。

队列的内存优化

为了防止队列占用过多的内存，Redis默认使用maxmemory参数来限定Redis可以占用的最大内存，当内存超出限制时，会触发LRU（最近最少使用）算法，淘汰使用频率较低的数据，保证Redis的稳定性。

另外，由于Redis在多个客户端之间共享同一个Redis实例，如果每个客户端都有不同的队列，那么所有队列的数据都将存储在同一份内存中，可能会引起内存浪费和内存泄漏。为了避免这种情况的发生，Redis引入了dbnum参数，用于将不同客户端的队列数据存储在不同的逻辑数据库中，从而避免内存浪费和内存泄漏。

综述

通过对Redis源码的深入分析，我们可以发现Redis通过list结构实现了队列的基本操作，并通过quicklist和ziplist两种特殊的数据结构，优化了队列的并发性能和内存占用情况。同时，Redis还通过多种运行时参数，优化了队列的性能和稳定性。这些措施无疑进一步提升了Redis作为高性能NoSQL数据库的地位，发掘了队列的秘密。