Redis源码浅析从源头探究Redis运行原理（redis源码简要分析）

Redis源码浅析：从源头探究Redis运行原理

Redis，即远程字典服务，是一种使用C语言编写的内存数据库。它被广泛应用于Web应用程序中，能够提供多种数据结构的支持，如字符串、列表、集合等，而且是一款高性能、高可用性的数据库。

本文将从源头探究Redis的运行原理，让读者更好地了解Redis的运行方式。我们需要了解Redis项目的基本架构。

Redis项目基本架构

Redis项目基本架构如下所示：


上图中，Redis的基本架构主要由以下几个模块组成：

1.客户端模块：负责接收来自客户端的请求，并将请求传递给后端服务处理。

2.网络模块：负责处理客户端和服务端之间的网络通信，支持多种模式，如TCP、Unix Socket和TLS等。

3.存储模块：真正的核心模块，负责实现Redis的各种数据结构，如字符串、列表、集合等。此外，还有数据持久化模块，负责将内存中的数据写入磁盘中。

4.服务管理模块：负责管理Redis服务的启动、配置和管理，如进程控制、配置文件读取等。

5.事件系统模块：负责处理Redis的各种事件，如键空间变化、客户端连接事件等。

6.客户端库模块：提供各种编程语言的客户端库，如Java、Python等，方便开发人员调用Redis API。

上述模块是Redis项目的基础构成，下面我们将对这些模块的运行原理进行详细分析。

Redis运行原理的详细分析

1.网络模块的实现

Redis支持多种网络通信方式，如TCP和Unix Socket等。网络模块实现主要分为以下两个部分：

（1）文件描述符管理：

Redis使用select和epoll等超时和无限阻塞IO模型，针对每个客户端连接都会分配一个文件描述符来管理连接状态。当一个客户端连接请求到达时，文件描述符会被创建，以便处理进一步的请求。

（2）事件处理：

Redis使用事件驱动模型，Redis实现了自己的事件循环机制，在事件到来时，该模块会根据事件类型处理不同的事件。

例如，客户端连接请求到来时，网络模块将创建新的套接字，并将套接字添加到事件队列中。在事件队列中，Redis将读取客户端请求，使用请求内容指向的Redis命令，然后向后端存储模块发送请求。

2.存储模块的实现

存储模块是通常的Redis实现，它包括3个部分：

（1）数据结构：

Redis支持多种数据结构，如字符串、列表、集合、哈希等。每个数据结构都有不同的复杂度和算法。这里我们以一个简单的例子来说明数据结构的存储方式。

例如，针对一个字符串地址为”myvalue”，Redis会使用以下方式进行存储：

struct redisObject {
    int type;  
    void *ptr;  
}robj;
robj.type = OBJ_STRING;
robj.ptr  = sdsnew("myvalue");

（2）内存管理：

Redis使用内存池技术来管理内存。在启动时，它会设置Redis最大使用的内存上限，然后自动递增自适应调整实际内存使用情况。

（3）数据持久化：

Redis支持多种持久化方式，包括RDB文件和AOF日志文件。存储模块的数据持久化功能是应用程序可配置的。Redis管理数据持久化时，通过定期将内存数据同步到硬盘上，在应用关闭或崩溃时，Redis将读取硬盘中的数据进行恢复。

3.客户端模块的实现

客户端模块是Redis与外部应用或客户端交互的媒介，它会在Redis启动时打开服务器监听端口，处理所有客户端请求。客户端模块包括以下几个部分：

（1）客户端链接：

Redis使用一个进程管理所有客户端链接。当一个新客户端链接到达时，服务器会创建一个新进程来处理请求，并将新进程挂起。客户端链接建立后，将会注册事件监听器来侦听新的事件。

（2）Redis API：

客户端模块提供与客户端通信的基础API。这些API通常由应用程序和其他客户端组件调用。

4.事件系统实现

事件系统实现是Redis的另一个核心模块，主要包括以下几个部分：

（1）事件管理器：

事件管理器是事件系统的中心组件，它主要负责处理Redis的各种事件。例如，在键空间变化时，事件管理器将生成事件，以便后续操作。

（2）事件处理：

当事件管理器触发一个事件时，事件处理程序将调用相关的回调函数。这些回调函数与服务器的其他组件进行通信，处理各种请求，如客户端请求、数据持久化等。

这就是Redis的基本架构和运行原理的详细分析。下面我们将看一下Redis的一些代码示例。

Redis代码示例

以下是一些Redis命令的代码示例：

SET mykey myvalue

GET mykey

RPUSH mylist hello

以上代码将在Redis中创建一个新值、检索该值，并将一个字符串添加到列表中。

这些代码示例充分展示了Redis的使用方式，并为后续的开发工作提供了一些帮助。

总结

本文从Redis的基本架构和运行原理两个方面进行了详细的分析。我们了解到Redis采取的网络模型、事件循环、数据结构和持久化技术等方面。希望本文能够帮助读者更好地理解Redis的运行原理，为Redis的使用和开发提供指导。