1、 SDS

• 常數(shù)復(fù)雜度獲取字符串長度

• 記錄自身長度，避免緩沖區(qū)溢出

• 減少修改字符串時(shí)帶來的內(nèi)存重分配次數(shù)：空間預(yù)分配，惰性空間釋放

• 二進(jìn)制安全

  只關(guān)心二進(jìn)制化的字符串，不關(guān)心具體格式，只會(huì)嚴(yán)格的按照二進(jìn)制的數(shù)據(jù)存取，不會(huì)妄圖以某種特殊格式解析數(shù)據(jù)。

• 兼容部分 C 字符串函數(shù)

2、跳表

組成：zskiplist、zskiplistNode

復(fù)雜度：Olg(N)、最壞O(N)

有序集合鍵的底層實(shí)現(xiàn)之一、集群。

前進(jìn)指針：遍歷

跨度：計(jì)算排位 （Rank），在查找某個(gè)節(jié)點(diǎn)的過程中，將沿途訪問過的所有層的跨度累加起來，得到的結(jié)果就是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在跳躍表中的排位。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的層數(shù)是 1～32之間的隨機(jī)數(shù)

同一跳躍表中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包含相同的分值，但每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成員對(duì)象必須是唯一的

跳躍表中的節(jié)點(diǎn)按照分值大小進(jìn)行排序，當(dāng)分值相同時(shí)，節(jié)點(diǎn)按照成員對(duì)象的大小進(jìn)行排序

3、字典

鏈地址法解決鍵沖突

漸進(jìn)式 hash: h[0]、h[1]

4、垃圾回收

引用計(jì)數(shù)

對(duì)象共享：共享值為 0～9999的字符串對(duì)象

5、過期鍵刪除策略

• 定時(shí)刪除：存在大量待刪除過期鍵時(shí)占用較多CPU時(shí)間，影響服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間和吞吐量

Redis 采用策略：

• 惰性刪除：讀寫指令前執(zhí)行 expireIfNeeded 函數(shù)檢查鍵是否過期

  過期鍵如果不被刪除，則占用內(nèi)存不釋放。浪費(fèi)內(nèi)存，有內(nèi)存泄漏風(fēng)險(xiǎn) 。

• 定期刪除：expires 字典中隨機(jī)檢查一部分鍵的過期時(shí)間，并刪除過期鍵。

主服務(wù)器刪除一個(gè)過期鍵后，向從服務(wù)器發(fā)送 DEL 指令，顯式地刪除過期鍵，從服務(wù)器不會(huì)主動(dòng)刪除過期鍵，需要等待主節(jié)點(diǎn)發(fā)送 DEL 命令，保證數(shù)據(jù)的一致性。

6、 數(shù)據(jù)庫

由 dict 和 expires 組成，dict 字典負(fù)責(zé)保存鍵值對(duì)，expires 字典保存鍵的過期時(shí)間

所有數(shù)據(jù)庫保存在 redisServer.db 中，數(shù)據(jù)庫數(shù)量由redisServer.dbnum 保存

客戶端通過修改目標(biāo)數(shù)據(jù)庫指針，讓它指向 redisServer.db 數(shù)組中的不同元素來切換不同數(shù)據(jù)庫。

7、RDB

保存所有鍵值對(duì)數(shù)據(jù)，壓縮二進(jìn)制文件

SAVE 阻塞主進(jìn)程，BGSAVE fork 子進(jìn)程負(fù)責(zé)創(chuàng)建 rdb 文件，不阻塞。

8、AOF

保存所有寫命令。BGREWRITEAOF 重寫 AOF 文件，減小 AOF 文件大小 。

子進(jìn)程執(zhí)行重寫：

父進(jìn)程可以繼續(xù)處理命令請(qǐng)求

子進(jìn)程帶有服務(wù)器進(jìn)程的數(shù)據(jù)副本，使用子進(jìn)程而不是線程，可以避免在使用鎖的情況下，保證數(shù)據(jù)的安全性。

子進(jìn)程完成 AOF 重寫后，向父進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，父進(jìn)程調(diào)用信號(hào)處理函數(shù)（阻塞）并執(zhí)行以下工作：

• 將 AOF 重寫緩沖區(qū)中的所有內(nèi)容寫入到新的 AOF 文件，對(duì)新的 AOF 文件進(jìn)行改名，原子地覆蓋現(xiàn)有的 AOF 文件，

• 完成新舊兩個(gè) AOF 文件的替換。

數(shù)據(jù)一致性：

執(zhí)行 BGREWRITEAOF 時(shí)，Redis 服務(wù)器維護(hù)一個(gè) AOF 重寫緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)會(huì)在子進(jìn)程創(chuàng)建新 AOF 文件期間，

記錄服務(wù)器執(zhí)行的所有寫命令。當(dāng)子進(jìn)程完成創(chuàng)建新的 AOF 文件工作之后，服務(wù)器會(huì)將重寫緩沖區(qū)的所有內(nèi)容追加到新 AOF 文件的末尾，使得新舊兩個(gè) AOF 文件所保存的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)一致。最后，服務(wù)器用新的 AOF 文件替換舊的 AOF 文件 ，以此來完成 AOF 文件的重寫。

客戶端（發(fā)送命令） > 命令處理器 （追加命令）> AOF 緩沖區(qū) 、AOF 重寫緩沖區(qū)

9、事件

• 文件事件

  處理并發(fā)：I/O 多路復(fù)用程序?qū)⑺挟a(chǎn)生事件的套接字放到一個(gè)隊(duì)列里。

• 時(shí)間事件（存放在鏈表中, 屬性：id、when、timeProc（函數(shù)） ）

定時(shí)事件：讓程序在指定的時(shí)間之后執(zhí)行一次

周期事件：讓程序每隔指定時(shí)間執(zhí)行一次

10、客戶端

服務(wù)器端維護(hù) clients 鏈表保存所有客戶端的狀態(tài)

11、同步

PSYNC 命令（新），完整重同步（初次復(fù)制）、部分重同步（斷線后重復(fù)制）

部分重同步三要素：

復(fù)制偏移量

復(fù)制積壓緩沖區(qū)（replication backlog）：如果 offset 偏移量之后的數(shù)據(jù)仍在 replication backlog 中，執(zhí)行部分重同步；否則執(zhí)行完整重同步。

服務(wù)器 run ID：若斷線恢復(fù)，主服務(wù)器 run ID 不變，執(zhí)行部分重同步；否則執(zhí)行完整重同步。

12、 Sentinel

兩個(gè)與主服務(wù)器的異步網(wǎng)絡(luò)連接

• 命令連接，用于向主服務(wù)器發(fā)送命令，并接收回復(fù)

• 訂閱連接，訂閱主服務(wù)器的 Sentinel:hello 頻道

每 10s 向主服務(wù)器發(fā)送 INFO 命令，獲取服務(wù)器信息

主觀下線 （SRI_S_DOWN，在 down-after-milliseconds 時(shí)間內(nèi)，連續(xù)向Sentinel返回?zé)o效回復(fù)）－> 客觀下線（足夠多主觀下線投票）

min-salves-to-write 1:至少向一個(gè) slave 節(jié)點(diǎn)寫數(shù)據(jù)，避免 master 網(wǎng)絡(luò)隔離后繼續(xù)寫數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)不一致。

13、Cluster

16384 個(gè)槽、Gossip 協(xié)議

單個(gè) master （無 slave）掛掉，則整個(gè)集群掛掉，可設(shè)置 cluster-require-full-coverage no 解決

bgsave 打開，多個(gè)實(shí)例同時(shí) fork ，響應(yīng)時(shí)間增大（關(guān)閉 bgsave，開 aof）

依賴客戶端成熟度（智能客戶端）

失效檢測(cè)：

ping -> PFAIL -> FAIL

14、事務(wù)

將多個(gè)命令請(qǐng)求打包（隊(duì)列），一次性、按順序執(zhí)行多個(gè)命令。

單線程串行執(zhí)行事務(wù)，保證隔離性。

15、SORT 實(shí)現(xiàn)

根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的 u.score 排序

坑 （來源：B站團(tuán)隊(duì)分享 http://xargin.com/weekend/）

單線程 mgetall，或者 hgetall 的時(shí)候會(huì)阻塞后續(xù)的調(diào)用

解決：redis 只拿來操作一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如 sorted set 之類的數(shù)據(jù)，可以拿來用 score 做排序，用吞吐量更好的多線程 memcached 來做 kv 緩存。

zadd的時(shí)候key已經(jīng)過期了，導(dǎo)致一些看起來匪夷所思的bug之類的

解決：用expire then zadd的方式巧妙地解決了這些問題。
文章同步公眾號(hào)：wuqxuan