研究Redis源码网络分析解读（redis 源码网络分析）

Redis是一个广泛使用的内存键值数据库，被许多大公司用于存储临时数据、缓存和消息队列等用途。了解Redis的内部实现有助于我们更好地利用它的功能，调优它的性能并发控制，并能够更多地利用Redis作为自己系统的架构组件。因此，本文将对Redis的源代码进行网络分析，解读Redis的内部实现。

Redis的网络编程实现

Redis采用C语言编写，其网络编程基于Event Loop设计，使用多路复用技术。在Redis启动时，它会创建一个Socket监听器用于监听客户端的连接，这个工作是在server.c文件中的listenToPort函数中完成的：

static int listenToPort(int port, int *fds, int *countptr) {
    int j;
    int s;
    int count = 0;

    /* ...... */
    /* 创建监听Socket */
    s = anetTcpServer(server.neterr, port, server.bindaddr);
    /* ...... */
    /* 监听Socket并将Socket存放在fds中 */
    fds[count++] = s;
    if (server.ipfd_count == 0) server.ipfd = s;
    server.ipfd_count++;
    return count;
}

在有新的连接请求时，Redis会调用accept函数接收客户端的连接，并创建一个新的Socket套接字来处理这个新连接。在server.c文件的acceptTcpHandler函数中，有关于新连接的处理：

static void acceptTcpHandler(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) {
    /* ...... */
    /* 接收新连接 */
    cfd = anetTcpAccept(server.neterr, fd, cip, &cport);
    /* ...... */
    /* 将新连接加入到Epoll或Select事件监听中 */
    if (aeCreateFileEvent(server.el, cfd, AE_READABLE, readQueryFromClient, c) == AE_ERR) {
        close(cfd);
        return;
    }
    /* ...... */
}

在上面的代码中可以看到，Redis将新连接注册到了Event Loop中，当有读事件时，即可回调readQueryFromClient函数处理读取的数据。

Redis事件处理机制

在Redis中，Event Loop既是网络处理的入口，也是Redis内部事件的处理单元。Redis服务会注册一些网络事件，当网络事件触发时，会被传入注册的处理函数进行执行。Redis的事件处理流程可以用以下伪代码表示：

while (server.running) {
    /* 等待事件到来 */
    aeProcessEvents(server.el, AE_ALL_EVENTS);
    /* 调用处理事件的函数 */
    processEvents();
}

在Redis的主循环中，首先等待事件到来。当事件触发后，Redis通过Event Loop将该事件传入对应的处理函数进行处理。不同的事件会传给不同的处理函数，例如网络连接事件会被传入acceptTcpHandler函数进行处理，读写事件会被传到readQueryFromClient 或 writeQueryToClient中，从而完成事件的处理。

Redis的网络模型源码解读

下面我们来看一下Redis在网络模型层的实现源码，首先是select网络模型的部分源码。

在networking.c文件中，Redis采用了常规的select模型，可以选用epoll或kqueue来取代select：

#ifdef HAVE_EPOLL
    aeCreateFileEvent = aeCreateFileEventEpoll;
    ... /* 省略部分代码 */
#else
    aeCreateFileEvent = aeCreateFileEventSelect;
    ... /* 省略部分代码 */
#endif

Redis使用select这种方式来解决大量客户端连接的问题，有效避免了网络IO阻塞。

对于Redis适应多个CP多核CPU架构的设计，Redis使用多线程，每个线程负责一个event loop，以此来完成对IO事件的处理。根据操作系统内核的扩展方式，Redis支持了多Reactor模型的实现，在server.c文件中有如下代码：

#ifndef USE_LIBEV
    for (j = 0; j nused; j++) {
        aeEventLoop *eventLoop = server.el->events[j].el;
        /* 为每个event loop分配一个thread */
        if (aeCreateTimeEvent(eventLoop, 1, server.cron, NULL, NULL) == AE_ERR) {
            RedisLog(REDIS_WARNING,"Can't create event loop timers.");
            exit(1);
        }
        if (aeCreateFileEvent(eventLoop,
                eventLoop->apidata->threads[j].channel[0], AE_READABLE,
                wakeThreadHandler, NULL) == AE_ERR) {
            RedisLog(REDIS_WARNING,"Can't create wakeup pipe.");
            exit(1);
        }
    }
#else
    RedisLog(REDIS_WARNING,"Warning: libev selected but Redis built without it, reverting to multithreaded mode.");
#endif

在Redis启动时，它会为每个Event Loop分配一个线程，并在每个Event Loop中创建一个事件计时器。在Redis启动后，当有新客户端连接请求时，将会传递给不同的Event Loop中处理，每个Event Loop会担任不同的事件触发器来处理事件，避免单个Event Loop过载，导致性能下降。

Redis多路复用技术

Redis采用的多路复用技术有两种：select和epoll/kqueue。不同的操作系统对于select的实现方式不同，Linux 2.6之前采用的是轮询方式，Linux 2.6后采用了epoll/kqueue。

Redis通过多路复用技术，将服务器事件集中在一起，针对每个客户端Socket，在需要的时候发出相应的事件。通过这种方式，Redis能够较为高效地处理大量的并发请求，而不会因频繁的IO操作而降低性能。

总结

通过本文的分析，我们可以了解到了Redis源码的网络实现原理以及事件处理机制。在实际开发中，我们应该了解Redis的内部实现，掌握Redis的调优技巧，以此提升系统性能和运行稳定性。