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精通Redis源码从入门到编写（redis 源码编写）

Redis是一个高性能的开源内存数据库，在Web应用中被广泛使用。熟练掌握Redis源码，有助于理解Redis的设计思路，提高自己的开发能力。本文将从入门到编写讲解Redis源码的基本结构和常见操作。

一、Redis源码结构

Redis源码的目录结构如下所示：

├── deps
├── src
│   ├── adlist.c
│   ├── adlist.h
│   ├── ae.c
│   ├── ae.h
│   ├── anet.c
│   ├── anet.h
│   ├── dict.c
│   ├── dict.h
│   ├── sds.c
│   ├── sds.h
│   ├── server.c
│   ├── zmalloc.c
│   └── zmalloc.h
├── tests
├── utils
├── 00-RELEASENOTES
├── COPYING
├── INSTALL
└── README.md

其中，deps目录包含了Redis依赖的外部库；src目录是Redis源码的核心部分，包含了Redis的各个模块和功能的实现；tests目录包含了Redis的测试用例；utils目录包含了一些实用工具；00-RELEASENOTES记录了每个版本的更新内容；COPYING是Redis的版权声明；INSTALL是Redis的安装说明；而README.md是Redis的介绍文档。

二、常见操作

Redis常见的操作包括String、Hash、List、Set、Sorted Set等数据类型的操作，以下是它们的一些基本操作：

1. String

# 设置一个键值对
SET key value

# 获取一个键的值
GET key

2. Hash

# 设置一个hash键值对
HSET key field value

# 获取hash中某个键的值
HGET key field
# 获取hash所有键值对
HGETALL key

3. List

# 在列表左侧添加一个元素
LPUSH key value

# 获取列表的长度
LLEN key
# 获取列表所有元素
LRANGE key start end

4. Set

# 向集合中添加一个元素
SADD key member

# 获取集合元素数量
SCARD key
# 获取集合所有元素
SMEMBERS key

5. Sorted Set

# 向有序集合中添加一个元素
ZADD key score member

# 获取有序集合元素数量
ZCARD key
# 获取有序集合某个范围的元素
ZRANGE key start end

三、Redis源码解读

1. 数据结构

Redis源码中主要使用了三种自定义数据结构：sds、adlist和dict。

sds是简单动态字符串（Simple Dynamic Strings）类型，Redis中所有的字符串都是使用sds实现的。adlist是链表类型，dict是字典类型，包含哈希表、前缀树和链表等数据结构，它在Redis中被广泛使用，如用于存储键值对。

2. 内存管理

Redis的内存管理非常重要，在Redis中采用的是Linux的内存分配器jemalloc，它分配内存效率高，且可以避免内存泄漏。Redis提供了zmalloc作为jemalloc的封装，方便开发者使用。

3. 事件驱动

Redis使用事件驱动模型来处理客户端请求，采用了第三方库ae的事件处理机制。Redis的事件驱动模型是建立在Linux系统调用select或者epoll上的，因此ae的实现也主要是通过封装select或epoll来实现事件的触发和处理。

4. 网络通信

Redis服务器支持TCP、Unix域套接字和SSL/TLS协议，其中TCP协议使用的是阻塞I/O和多路复用技术，而Unix域套接字则使用文件系统，和文件I/O相似，接口都非常简单。SSL/TLS支持在网络层对Redis数据进行加密。

5. 持久化

Redis支持两种持久化方式：RDB和AOF。在RDB持久化方式中，Redis会根据一定的策略将内存中的数据定期保存到硬盘上的文件中；在AOF持久化方式中，Redis会将所有的写命令追加到一个文件中，实现数据的实时备份。

四、编写Redis插件

Redis是一个高度可扩展的系统，可以通过编写插件来扩展Redis的功能。我们来看一个简单的例子，假设我们需要在Redis中加入一个GREET命令，该命令会返回“Hello World!”。

需要在redis.h文件中定义新命令：

#define REDIS_CMD_GREET 1234
void greetCommand(redisClient *c); // 定义greetCommand函数

然后，在redis-cli.c中添加greetCommand函数的实现：

void greetCommand(redisContext *c) {
    redisReply *reply = redisCommand(c, "SET greet \"Hello World!\"");
    freeReplyObject(reply);
}

...

redisCommandTableEntry redisCommandTable[] = {
    ...,
    {"GREET", REDIS_CMD_GREET, arity_and_flags, "", 0, NULL, 0, 0, 0, NULL, NULL, (redisCommandProc *)greetCommand, NULL, NULL},
    ...
};

其中，redisCommandTable表示Redis的命令表，通过将新命令GREET添加到命令表中，实现了新的命令功能。

在Makefile中添加新的编译选项：

REDIS_SERVER_CFLAGS += -DREDIS_CMD_GREET=1234
redis-cli: redis-cli.c adlist.c anet.c crc64.c sds.c hiredis.c
    $(CC) -o redis-cli $^ $(REDIS_CLIENT_LDFLAGS) $(REDIS_CLIENT_CFLAGS)

重新编译Redis，即可使用新的命令了：

redis> GREET
OK
redis> GET greet
"Hello World!"

五、总结

Redis源码涉及到了很多领域，如数据结构、内存管理、事件驱动、网络通信和持久化等。通过学习Redis源码，我们除了能够理解Redis的设计思路，还可以提高自己的编程能力和解决问题的能力。同时，Redis也支持自定义插件来扩展功能，为我们的开发工作提供了更多的选择和灵活性。


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