Redis源码剖析图文并茂深入理解（redis源码图解）
Redis源码剖析：图文并茂深入理解
Redis是一种快速且易于使用的开源内存键值数据存储系统。它以其高性能、可靠性和灵活性，成为了目前最流行的NoSQL数据库之一。为了更深入地理解Redis，接下来我们将通过图文并茂的方式，对Redis源码进行剖析。
1. Redis的数据结构
Redis支持五种不同的数据结构：String、Hash、List、Set和ZSet。其中，String是最基本的数据结构，也是最常用的。Hash、List、Set和ZSet则分别实现了哈希表、列表、集合和有序集合功能，并基于String结构实现。
在Redis中，最重要的两个数据结构是字典和链表。字典用于实现数据库中的键值对，而链表则用于实现列表数据结构。下面是字典的基本实现流程：
“`C
//定义字典节点的结构体
typedef struct dictEntry {
void *key; //键
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v; //值
struct dictEntry *next; //链表指针
} dictEntry;
//定义字典的结构体
typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsigned long sizemask;
unsigned long used;
} dictht;
//定义字典的结构体
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
long rehashidx;
unsigned long iterators;
} dict;
2. Redis的事件驱动模型
Redis使用epoll作为事件驱动模型，通过对网络套接字的监听，实现了高效的网络通信。下面是Redis的I/O多路复用机制实现流程：
```C//定义事件处理器的结构体
typedef struct aeEventLoop { int maxfd; //最大文件描述符
int setsize; //文件描述符集合大小 long long timeEventNextId;
time_t lastTime; /* Used to detect system clock skew */ aeFileEvent *events; //文件事件指针数组
aeFiredEvent *fired; //已就绪的文件事件指针数组 aeTimeEvent *timeEventHead;
int stop; void *apidata; /* This is used for polling API specific data */
aeBeforeSleepProc *beforesleep; aeBeforeSleepProc *aftersleep;
int flags; aeEventLoop *prev, *next;
} aeEventLoop;
//定义文件事件的结构体typedef struct aeFileEvent {
int mask; //掩码类型 aeFileProc *rfileProc; //读事件处理函数
aeFileProc *wfileProc; //写事件处理函数 void *clientData; //客户端私有数据
} aeFileEvent;
//定义已就绪的文件事件的结构体typedef struct aeFiredEvent {
int fd; int mask;
} aeFiredEvent;
//定义时间事件的结构体typedef struct aeTimeEvent {
long long id; //事件编号 long when_sec; //秒杀
long when_ms; //毫秒数 aeTimeProc *timeProc; //时间事件处理函数
aeEventFinalizerProc *finalizerProc; //事件结束时的释放函数 void *clientData; //客户端私有数据
struct aeTimeEvent *next;} aeTimeEvent;
3. Redis的持久化机制
Redis的持久化机制由RDB和AOF两种方式实现，RDB是一种快照形式的方式，通过定期保存当前数据库状态到磁盘上的文件中，从而能够在Redis进程崩溃时快速恢复数据库状态；AOF则是一种记录形式的方式，将每个写命令以文本格式追加到文件末尾，从而能够实时记录数据库状态变化。下面是Redis的RDB持久化机制实现流程：
“`C
//创建和关闭RDB持久化文件
void rdbSave(char *filename) {
FILE *fp;
fp = fopen(filename, “w”);
if (!fp)
return;
server.rdbfp = fp;
rdbSaveData();
fclose(fp);
}
void rdbLoad(char *filename) {
FILE *fp;
fp = fopen(filename, “r”);
if (!fp)
return;
server.rdbfp = fp;
rdbLoadData();
fclose(fp);
}
//定义保存键值对到RDB文件的函数
void rdbSaveKeyValuePr(rio *rdb, robj *key, robj *val, void *lru_buf) {
/* Write the key */
rdbSaveStringObject(rdb,key);
/* Write the value */
rdbSaveObject(rdb,val);
/* Handle the LRU information. */
if (server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_LRU) {
uint64_t idletime =
estimateObjectIdleTime(val,lru_buf); //计算过期时间
rdbSaveMillisecondTime(rdb, idletime); //将时间写入RDB文件
}
}
4. Redis的集群化架构
Redis的集群化架构通过分片技术实现，将数据分成多个分片存储在不同的Redis节点上，从而实现大规模数据存储和高并发访问。下面是Redis的集群化架构实现流程：
```C//使用HASH_SLOT宏对key进行哈希，返回哈希值所在的槽位
#define HASH_SLOT(key, keylen) crc16(key,keylen) & 16383
//对key所在的槽位进行分片，返回分配该key的节点编号unsigned int keyHashSlot(char *key, int keylen) {
return HASH_SLOT(key,keylen);}
//定义集群的结构体typedef struct {
dict *nodes; //节点字典指针 dict *refs; //命令转发表字典指针
clusterState state; //集群状态 char *myself; //本节点的ID
int size; //集群大小 uint64_t currentEpoch; //当前纪元
int stateLastChanged; //状态变化时间 clusterNode *migrating_slots_to[CLUSTER_SLOTS/16384];
clusterNode *importing_slots_from[CLUSTER_SLOTS/16384]; // ...
} clusterState;
本文通过对Redis的数据结构、事件驱动模型、持久化机制和集群化架构等方面进行了剖析，希望能够对读者对Redis的理解提供一些帮助。同时，如果读者想进一步学习Redis，可以参考Redis官方文档和《Redis设计与实现》等相关书籍。
