解读Redis源码，一步步深入浅出（redis源码怎么读）

Redis是一款高性能的键值存储系统，常用于缓存、消息队列等场景。想要深入理解Redis，我们需要从源码入手进行解读。本文将以一步步深入浅出的方式对Redis源码进行解析，让读者对Redis有更深入的理解。

1. Redis源码结构

Redis的源码是由多个文件组成，文件名和其作用如下表所示：

| 文件名 | 作用 |

| ——— | ———————————————————— |

| adlist.c | 双端链表的实现 |

| ae.c | 事件驱动库（类似于select或poll）的实现 |

| anet.c | 基于套接字的网络编程库 |

| dict.c | 字典（哈希表）的实现 |

| rdb.c | Redis的持久化机制 |

| redis.c | 主程序，包含Redis服务的主要逻辑 |

| sds.c | 动态字符串的实现 |

| server.c | Redis服务器的核心代码，包含了网络、数据库、键值对等功能的实现 |

| zmalloc.c | 内存分配器的实现 |

2. Redis事件驱动机制

Redis的事件驱动机制使用了ae（An Event library）这个库，主要实现了select或poll的功能。通过调用aeCreateEventLoop()函数创建一个事件循环，并注册相应的事件处理函数，当相应事件发生时，调用对应的事件处理函数。例如，redis.c中的mn()函数：

int mn(int argc, char **argv) {
    // ...
    server.el = aeCreateEventLoop(server.maxclients+1024);
    // 注册相应的事件处理函数
    aeCreateFileEvent(server.el,server.ipfd,AE_READABLE,
        acceptTcpHandler,NULL);
    // ...
    aeMn(server.el);
    aeDeleteEventLoop(server.el);
    return 0;
}

在这段代码中，我们创建了一个事件循环server.el，在该事件循环中，我们监听了TCP连接的读事件，并注册了acceptTcpHandler()函数作为事件处理函数。当有连接到来时，就会触发acceptTcpHandler()函数。

具体流程可见下图：


3. Redis网络通信机制

Redis的网络通信机制使用了anet这个库。anet封装了TCP/IP协议的底层实现，包括网络连接的创建、读取数据、写入数据等操作。示例代码如下：

static void acceptTcpHandler(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) {
    // 建立连接
    int cfd = anetTcpAccept(NULL,fd,NULL,0);
    // ...
    // 向客户端返回信息
    const char *msg = "Hello, I'm redis.\n";
    write(cfd,msg,strlen(msg));
    // ...
}

在这个例子中，anetTcpAccept()函数用于建立TCP连接，而write()函数用于向客户端返回信息。

4. Redis数据类型

Redis支持多种数据类型，包括字符串、列表、哈希表、集合、有序集合。在Redis中，数据类型都是以结构体形式存在的。例如，字符串类型的实现如下：

typedef struct redisObject {
    // 类型
    unsigned type:4;
    // 编码形式
    unsigned encoding:4;
    // ...
    // 存储值的指针
    void *ptr;
    // 引用计数
    int refcount;
    // ...
} robj;

其中，type表示数据类型，encoding表示数据编码形式，ptr指向实际存储的值，refcount表示引用计数。

5. Redis持久化机制

Redis的持久化机制主要有两种方式：RDB和AOF。RDB是将当前数据库的状态以二进制形式写入磁盘中，AOF是将所有写入命令（如SET、DEL等）记录下来，以文本形式写入磁盘中。

RDB的实现代码在rdb.c中，其主要流程是：

void rdbSave(char *filename) {
    // ...
    // 创建文件并写入文件头
    if ((fp = fopen(filename,"w")) == NULL) {
        // ...
    }
    // 写入SELECT命令
    rdbSaveAuxField(fp,RDB_SELECTED_DB,NULL,0);
    // ...
    // 遍历数据库并保存
    for (j = 0; j 
        redisDb *db = server.db+j;
        dictIterator *di = dictGetSafeIterator(db->dict);
        // ...
        while((de = dictNext(di)) != NULL) {
            // ...
            // 根据值类型保存值
            switch(o->type) {
                case REDIS_STRING:
                    rdbSaveStringObject(fp,o);
                    break;
                // ...
            }
            // ...
        }
        // ...
    }
    // ...
}

在这个过程中，我们通过遍历所有键值对，根据值类型将值保存到文件中，对于字符串类型，我们调用rdbSaveStringObject()函数来将字符串保存到文件中。

AOF的实现代码在aof.c中，其主要流程是：

void feedAppendOnlyFile(char *s, size_t len) {
    // ...
    // 将命令追加到缓冲区
    sds cmd = sdscatlen(aof_buf,s,len);
    // 如果缓冲区太大，将缓冲区写入磁盘
    if (sdslen(aof_buf) > aof_fsync_everysec*1024*1024) {
        flushAppendOnlyFile(0);
    }
    // ...
}

int flushAppendOnlyFile(int force) {
    // ...
    // 将缓冲区写入磁盘
    if (write(fd,ptr,sdslen(aof_buf)-w) != sdslen(aof_buf)-w) {
        // ...
    }
    // ...
    return 1;
}

在这个过程中，我们将所有写入命令追加到缓冲区中，当缓冲区达到一定大小时，将缓冲区写入磁盘中。

6. Redis线程安全性

Redis是单线程的程序，这是因为Redis的所有操作都是原子操作，不会出现数据的竞争条件。当需要读取或写入数据时，Redis会创建一个网络事件，后续的数据读写操作是在IO线程中进行的。这样可以避免多线程间的数据同步问题，并且IO操作的等待时间可以利用CPU做其他计算，提高系统效率。

通过以上内容的介绍，相信大家对Redis有了更深入的了解。如果您想深入学习Redis的源码，建议先阅读Redis官方文档中的相关内容，掌握其中的核心概念后再深入阅读源码。同时也推荐大家在阅读源码时加入适当的调试代码，以帮助理解其内部的处理流程。