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????本章從全局角度來看下redis服務(wù)設(shè)計(jì)的架構(gòu)，從整體感官感受下redis 的各個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線程模型等之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。希望整體的認(rèn)識能給我們后續(xù)的redis 細(xì)分模塊領(lǐng)域的學(xué)習(xí)做好鋪墊。
我們可以帶著問題去思考學(xué)習(xí)：
1.redis 的服務(wù)性能為什么處理的快？
2.reids 的服務(wù)性能為什么可以支撐高并發(fā)？
先看下整體的模塊圖：
1. 頂層域劃分：
首先大圖分為三個(gè)域： 客戶端、系統(tǒng)內(nèi)核域、redis域。
我們需要描述清楚三者之間的關(guān)系，客戶端是redisClient 發(fā)起的請求，屬于跨進(jìn)程的調(diào)用，redis域的 與客戶端通信交互 需要 依賴
操作系統(tǒng)內(nèi)核的 eventLoop 事件機(jī)制， 如此構(gòu)成了整體的大模塊的結(jié)構(gòu)。
2. redis 模塊劃分：
| 模塊 | 功能 |
|---|---|
| 1.ae模塊 | 負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)事件 IO多路復(fù)用的 |
| 2.bio模塊 | 負(fù)責(zé)后臺(tái)job 執(zhí)行 |
| 3.iothread多線程模塊 | 負(fù)責(zé)并發(fā)讀，并發(fā)寫 |
| 4.zmalloc內(nèi)存管理模塊 | 負(fù)責(zé)內(nèi)存管理 |
| 5.協(xié)議模塊 | 負(fù)責(zé)客戶端 和 服務(wù)端報(bào)文通信協(xié)議 |
| 6.DB模塊 | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及命令執(zhí)行模塊 |
| 7.數(shù)據(jù)磁盤模塊 | AOF、RDB |
| 8. ACL權(quán)限模塊 | 訪問控制權(quán)限 |
3. redis 啟動(dòng)流程:（main 線程）
- 執(zhí)行啟動(dòng)命令： ./redis-server -選項(xiàng)
- 執(zhí)行.initServerConfig 函數(shù):
2.1 構(gòu)造server單例，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) server代表redis，里面包含了db，配置項(xiàng)等，所有和服務(wù)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
2.2 掛載命令
2.3 初始化配置，從配置文件及命令中； - 執(zhí)行 initServer 函數(shù):
3.1 分配客戶端列表
3.2 分配讀寫等待隊(duì)列
3.3 db 內(nèi)存分配
3.4 創(chuàng)建redis共享對象
3.5 createSocketAcceptHandler .aeCreateFileEvent 把新建接受鏈接的處理函數(shù)注冊到 el 上；
3.6 設(shè)置 輪詢中的 睡眠 前后 執(zhí)行函數(shù)aeSetBeforeSleepProc(server.el,beforeSleep); - InitServerLast 服務(wù)最后的初始化動(dòng)作；
4.1 bioInit(); /// backgroud 后臺(tái)io 進(jìn)程初始化
4.2 initThreadedIO(); // redis 引入的多線程 - loadDataFromDisk 從磁盤中加載redis 數(shù)據(jù)（AOF+RDB）
- mian.aeMain 事件循環(huán)函數(shù)，進(jìn)入無限循環(huán)中執(zhí)行函數(shù) ：aeProcessEvents
6.1 eventLoop->beforesleep 休眠前執(zhí)行
6.1.1 執(zhí)行并發(fā)讀
6.1.2 執(zhí)行命令執(zhí)行
6.1.3 執(zhí)行并發(fā)寫
6.2 numevents = aeApiPoll(eventLoop, tvp); 如果沒有事件，可能導(dǎo)致休眠，直到超時(shí)：
6.3 eventLoop->aftersleep(eventLoop); 休眠后執(zhí)行函數(shù)：暫無耗時(shí)操作；
6.4 for 循環(huán)執(zhí)行 events 事件; 事件執(zhí)行 , 產(chǎn)生新的連接及讀事件。
4. eventLoop 機(jī)制:
這個(gè)是實(shí)現(xiàn)我么你常說的IO多路復(fù)用的功能，網(wǎng)絡(luò)事件（建立連接、收到數(shù)據(jù)、連接關(guān)閉） 會(huì)更新觸發(fā) eventLoop 產(chǎn)生對應(yīng)的事件。 事件注冊的時(shí)候，會(huì)把對應(yīng)的回調(diào)處理函數(shù)hook 也寫到 事件屬性里面。
這樣，在redis 域內(nèi)，main 線程會(huì)不斷輪詢?nèi)ト?eventList ，然后調(diào)用event 關(guān)聯(lián)的proc，去處理回調(diào)。這里需要注意有哪些事件。
eventLoop的底層原理是 IO多路復(fù)用技術(shù)， 編譯時(shí)會(huì)看執(zhí)行的平臺(tái)，選擇不同平臺(tái)的 多路復(fù)用函數(shù)。
參考： IO多路復(fù)用實(shí)現(xiàn)方式 select， poll ，epoll ：
https://blog.csdn.net/fengyuyeguirenenen/article/details/124234675
5. 事件類型
- 文件事件->監(jiān)聽的端口的新鏈接事件；其中建立連接后，把連接的fd 會(huì)注冊到 el上，當(dāng)文件有讀事件后，會(huì)觸發(fā) 2.
- 文件事件->socket 有數(shù)據(jù)可讀事件;
- 文件事件-> 連接關(guān)閉事件;
- 時(shí)間事件-> 輪詢?nèi)缓笈袛鄷r(shí)間間隔，判斷規(guī)則是否產(chǎn)生時(shí)間
6. redis 所有事件異步驅(qū)動(dòng)邏輯點(diǎn)
- 網(wǎng)絡(luò)事件: eventLoop 借助內(nèi)核 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)事件的 異步及IO多路復(fù)用。
- 可讀、可寫客戶端隊(duì)列： 準(zhǔn)備好的客戶端都排在隊(duì)列里面；
- 并發(fā)讀寫時(shí)間：讀寫隊(duì)列執(zhí)行前，main 線程會(huì)把任務(wù)分派給每個(gè)線程來執(zhí)行;
- 時(shí)間事件： AOF 異步寫等;
- 后臺(tái)事件： 發(fā)送到對應(yīng)類型job 的實(shí)踐隊(duì)列中；
實(shí)現(xiàn)的方式：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分割數(shù)據(jù)，多線程根據(jù)數(shù)據(jù)及鎖、標(biāo)識寫作。
