深入Redis客戶端(redis客戶端屬性、redis緩沖區(qū)、關(guān)閉redis客戶端)

Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)采用 I/O 多路復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)文件事件處理器，服務(wù)器采用單線程單進(jìn)程的方式來處理多個(gè)客戶端發(fā)送過來的命令請(qǐng)求，它同時(shí)與多個(gè)客戶端建立網(wǎng)絡(luò)通信。服務(wù)器會(huì)為與它相連接的客戶端創(chuàng)建相應(yīng)的 redis.h/redisClient 結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中保存了當(dāng)前客戶端的相關(guān)屬性及執(zhí)行相關(guān)功能時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

I/O 多路復(fù)用：linux有五類io模型 1.阻塞 2.非阻塞 3.io多路復(fù)用 4.事件驅(qū)動(dòng) 5.異步

阻塞：一次網(wǎng)絡(luò)io時(shí)，C端發(fā)出請(qǐng)求，S端收到。當(dāng)C端發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求，進(jìn)行io時(shí)，就不能進(jìn)行其他操作了，需要同步的等待結(jié)果的返回。

io多路復(fù)用：有多個(gè)C端同時(shí)發(fā)送請(qǐng)求，這些IO操作會(huì)被selector(epoll，kqueue)給暫時(shí)掛起，入內(nèi)存隊(duì)列。此時(shí)S端可以自己選擇什么時(shí)候讀取、處理這些io，也就是說S端可以同時(shí)hold住多個(gè)io。

redis的文本事件處理器

file

客戶端的名字、套接字、標(biāo)志和時(shí)間屬性

127.0.0.1:6379> client list
id=2 addr=127.0.0.1:53555 fd=9 name= age=6 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=32768 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client

1. 名字：在默認(rèn)情況下，連接到 Redis 服務(wù)器的客戶端是沒有名字（name屬性, 如上）的

   給它設(shè)置名字

   127.0.0.1:6379> client setname "local_client"
   OK
   127.0.0.1:6379> client list
   id=2 addr=127.0.0.1:53555 fd=9 name=local_client age=110 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=32768 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client
   

   如果沒有為客戶端設(shè)置名字，那么這個(gè)客戶端的 name 屬性將會(huì)指向 NULL 指針；而如果為這個(gè)客戶端設(shè)置了名字，那么這個(gè)客戶端的 name 屬性將會(huì)指向一個(gè)字符串對(duì)象，這個(gè)對(duì)象中保存了客戶端的名字

2. 套接字：

客戶端套接字由客戶端狀態(tài)的 fd 屬性記錄

當(dāng) fd 屬性值為-1 時(shí)，表示這個(gè)客戶端是偽客戶端。偽客戶端的請(qǐng)求命令不是來源于網(wǎng)絡(luò)的，而是來源于 Lua 腳本或 AOF 文件（后續(xù)詳細(xì)介紹）的，所以偽客戶端不需要套接字連接，它也沒有套接字描述符。當(dāng)我們執(zhí)行的 Lua 腳本中含有 Redis 命令，或者使用 AOF 文件來還原數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)時(shí)，就會(huì)用到偽客戶端。

當(dāng) fd 屬性值是大于-1 的整數(shù)時(shí)，表示這個(gè)客戶端是普通客戶端。普通客戶端采用相關(guān)套接字來實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的通信，因此服務(wù)器會(huì)利用 fd 屬性來記錄客戶端套接字的描述符。

3. 標(biāo)志屬性

   客戶端的標(biāo)志屬性 flags 用來記錄客戶端的角色（Role）及客戶端目前所處的狀態(tài)。

   flags 屬性的取值可以是單個(gè)標(biāo)志，也可以是多個(gè)二進(jìn)制或的組合標(biāo)志，具體如下。

   單個(gè)標(biāo)志：flags=＜flag＞

   組合標(biāo)志：flags=＜flag1＞|＜flag2＞|＜flag3＞|…

   標(biāo)志使用常量來表示。Redis 所具有的所有標(biāo)志都定義在 redis.h 文件中。

   記錄客戶端角色的標(biāo)志有如下幾個(gè)。

   ● 在利用 Redis 主從服務(wù)器實(shí)現(xiàn)復(fù)制時(shí)，主從服務(wù)器會(huì)相互成為對(duì)方的客戶端，也就是從服務(wù)器是主服務(wù)器的客戶端，同時(shí)主服務(wù)器也是從服務(wù)器的客戶端。Redis 使用REDIS_MASTER 標(biāo)志來表示這個(gè)客戶端是主服務(wù)器，而使用 REDIS_SLAVE 標(biāo)志來表示另一個(gè)客戶端是從服務(wù)器。

   ● Redis 使用 REDIS_LUA_CLIENT 標(biāo)志來表示該客戶端是一個(gè)專門用于處理 Lua 腳本的偽客戶端，它主要用于執(zhí)行 Lua 腳本中包含的 Redis 命令。

   ● Redis 使用 REDIS_PRE_PSYNC 標(biāo)志來表示該客戶端是一個(gè)低于 Redis 2.8 版本的從服務(wù)器，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的主服務(wù)器不能使用 PSYNC 命令實(shí)現(xiàn)與從服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。只有當(dāng) REDIS_SLAVE 標(biāo)志處于打開狀態(tài)時(shí)，才能使用 REDIS_PRE_PSYNC 標(biāo)志。

   記錄客戶端當(dāng)前狀態(tài)的標(biāo)志有如下幾個(gè)。

   ● REDIS_ASKING 標(biāo)志表示客戶端向運(yùn)行在集群模式下的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送了 ASKING 命令。

   ● REDIS_CLOSE_ASAP 標(biāo)志表示客戶端的輸出緩沖區(qū)過大，超出了服務(wù)器所允許的范圍。當(dāng)服務(wù)器在下一次執(zhí)行 serverCron 函數(shù)時(shí)，會(huì)關(guān)閉這個(gè)輸出緩沖區(qū)過大的客戶端，以此來保證服務(wù)器的穩(wěn)定性不受這個(gè)客戶端影響。在關(guān)閉的時(shí)候，存儲(chǔ)在這個(gè)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)也會(huì)被刪除，并且不會(huì)給客戶端返回任何信息。

   ● REDIS_CLOSE_AFTER_REPLY 標(biāo)志表示客戶端給服務(wù)器發(fā)送的命令請(qǐng)求中有錯(cuò)誤的協(xié)議內(nèi)容，或者用戶在客戶端中執(zhí)行了 CLIENT kill 命令。此時(shí)服務(wù)器會(huì)將客戶端輸出緩沖區(qū)中存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)內(nèi)容發(fā)送給客戶端，然后關(guān)閉這個(gè)客戶端。

   ● REDIS_DIRTY_CAS 標(biāo)志表示事務(wù)使用 WATCH 命令監(jiān)視的數(shù)據(jù)庫(kù)鍵已經(jīng)被修改。

   ● REDIS_DIRTY_EXEC 標(biāo)志表示事務(wù)在命令入隊(duì)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

   REDIS_DIRTY_CAS 和 REDIS_DIRTY_EXEC 標(biāo)志的出現(xiàn)都表示 Redis 事務(wù)的安全性已被破壞。只要這兩個(gè)標(biāo)志中的任何一個(gè)被打開，EXEC 命令都會(huì)執(zhí)行失敗。而只有在客戶端打開了 REDIS_MULTI 標(biāo)志的情況下，才能使用這兩個(gè)標(biāo)志。

   ● REDIS_MULTI 標(biāo)志表示客戶端正處于執(zhí)行事務(wù)的狀態(tài)中。

   ● REDIS_MONITOR 標(biāo)志表示客戶端正處于執(zhí)行 MONITOR 命令的狀態(tài)中。

   ● REDIS_FORCE_AOF 標(biāo)志表示讓服務(wù)器將當(dāng)前正在執(zhí)行的命令強(qiáng)制寫入 AOF 文件中。在執(zhí)行 PUBSUB 命令時(shí)，會(huì)使客戶端打開 REDIS_FORCE_AOF 標(biāo)志。

   ● REDIS_FORCE_REPL 標(biāo)志表示強(qiáng)制讓主服務(wù)器將當(dāng)前正在執(zhí)行的命令復(fù)制給所有與它連接的從服務(wù)器。當(dāng)執(zhí)行 SCRIPT LOAD 命令時(shí)，會(huì)使客戶端同時(shí)開啟 REDIS_FORCE_AOF 和 REDIS_FORCE_REPL 標(biāo)志。如果要實(shí)現(xiàn)主從服務(wù)器可以正確地載入 SCRIPT LOAD 命令指定的腳本，那么服務(wù)器必須使用 REDIS_FORCE_REPL 標(biāo)志，讓主服務(wù)器強(qiáng)制將 SCRIPT LOAD 命令分發(fā)給相應(yīng)的從服務(wù)器。

   ● REDIS_UNIX_SOCKET 標(biāo)志表示服務(wù)器連接客戶端使用的是 UNIX 套接字。

   ● REDIS_BLOCKED 標(biāo)志表示客戶端正處于被 BRPOP、BLPOP 等命令阻塞的狀態(tài)中。

   ● REDIS_UNBLOCKED 標(biāo)志表示客戶端不再阻塞，它從 REDIS_BLOCKED 標(biāo)志的阻塞狀態(tài)中脫離出來。只有在 REDIS_BLOCKED 標(biāo)志被打開的情況下，才能使用 REDIS_UNBLOCKED 標(biāo)志。

   ● REDIS_MASTER_FORCE_REPLY 標(biāo)志：在主從服務(wù)器進(jìn)行命令交互的過程中，從服務(wù)器需要向主服務(wù)器發(fā)送 REPLICATION ACK 命令。但是，在發(fā)送此命令之前，從服務(wù)器必須開啟主服務(wù)器對(duì)應(yīng)的客戶端的 REDIS_MASTER_FORCE_REPLY 標(biāo)志；否則主服務(wù)器會(huì)拒絕執(zhí)行從服務(wù)器發(fā)送的 REPLCATION ACK 命令。

4. 時(shí)間屬性

   ● ctime 屬性：該屬性記錄了客戶端被創(chuàng)建的時(shí)間。利用這個(gè)時(shí)間可以計(jì)算出這個(gè)客戶端與服務(wù)器相連接的時(shí)間，單位為秒。在執(zhí)行 CLIENT list 命令后，返回的 age 域記錄了連接秒數(shù)

   ● lastinteraction 屬性：該屬性記錄了客戶端與服務(wù)器最后一次交互的時(shí)間。交互就是兩者之間互相發(fā)送命令請(qǐng)求與返回結(jié)果。利用 lastinteraction 屬性可以計(jì)算出客戶端的空轉(zhuǎn)時(shí)間，也就是在進(jìn)行最后一次交互之前過去了多少時(shí)間，單位為秒。CLIENT list 命令返回的 idle 域記錄了這個(gè)時(shí)間。當(dāng) idle 的值為 0 時(shí)，表示空轉(zhuǎn)時(shí)間為 0 秒。

   ● obuf_soft_limit_reached_time 屬性：該屬性記錄了客戶端輸出緩沖區(qū)第一次達(dá)到軟性限制的時(shí)間

redis客戶端的緩沖區(qū)

一些概念

● 輸入緩沖區(qū)：用于保存客戶端發(fā)送的命令請(qǐng)求。輸入緩沖區(qū)的大小是動(dòng)態(tài)變化的，它會(huì)根據(jù)輸入的內(nèi)容動(dòng)態(tài)縮小或增大。1GB 是輸入緩沖區(qū)的最大大小。如果輸入緩沖區(qū)的大小超過了 1GB，那么這個(gè)客戶端將會(huì)被關(guān)閉。

● 輸出緩沖區(qū)：用于保存執(zhí)行客戶端請(qǐng)求命令返回的結(jié)果或返回值。每個(gè)客戶端都有兩個(gè)輸出緩沖區(qū)，一個(gè)輸出緩沖區(qū)的大小是固定的，另一個(gè)輸出緩沖區(qū)的大小是可變的。

? 固定輸出緩沖區(qū)：用于保存那些長(zhǎng)度比較小的返回值，比如常見的 OK、＜nil＞ 或者一些短字符串、整數(shù)值及錯(cuò)誤值等。

? 可變輸出緩沖區(qū)：用于保存那些長(zhǎng)度比較大的返回值，比如一個(gè)長(zhǎng)度比較大的字符串、大列表、大集合等。

buf 和 bufpos 屬性組成了客戶端固定大小的緩沖區(qū)。

buf 屬性是一個(gè)字節(jié)數(shù)組，數(shù)組大小為 REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES 字節(jié)。REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES 常量的默認(rèn)值為 16×1024，即 buf 數(shù)組的默認(rèn)大小為 16KB。

bufpos 屬性記錄了 buf 數(shù)組到目前為止已經(jīng)使用的字節(jié)數(shù)量。

當(dāng) buf 數(shù)組已經(jīng)存滿或者回復(fù)因?yàn)樘蠖鴽]有辦法存入 buf 數(shù)組時(shí)，服務(wù)器就會(huì)使用可變大小的緩沖區(qū)。

鏈表 reply 和一個(gè)或多個(gè)字符串對(duì)象組成可變大小的輸出緩沖區(qū)。通過使用鏈表來連接多個(gè)字符串對(duì)象，服務(wù)器可以為客戶端保存一個(gè)非常長(zhǎng)的命令返回值，而不會(huì)受到大小的限制。如圖所示為可變大小的輸出緩沖區(qū)。

file

服務(wù)器采用軟性限制（Soft Limit）和硬性限制（Hard Limit）兩種模式來限制客戶端緩沖區(qū)的大小。

1. 軟性限制：如果軟性限制所設(shè)置的大小小于輸出緩沖區(qū)的大小，且輸出緩沖區(qū)的大小不大于硬性限制所設(shè)置的大小，那么服務(wù)器會(huì)使用客戶端狀態(tài)結(jié)構(gòu)的 obuf_soft_limit_reached_time 屬性來記錄客戶端達(dá)到軟性限制的起始時(shí)間。之后服務(wù)器會(huì)繼續(xù)監(jiān)視客戶端，如果這個(gè)緩沖區(qū)的大小一直超出軟性限制，并且持續(xù)時(shí)間超過服務(wù)器設(shè)定的時(shí)長(zhǎng)，那么服務(wù)器將會(huì)關(guān)閉這個(gè)客戶端。相反地，如果輸出緩沖區(qū)的大小在指定時(shí)間范圍之內(nèi)沒有超過軟性限制，那么這個(gè)客戶端不會(huì)被關(guān)閉，并且 obuf_soft_limit_reached_time 屬性的值也會(huì)被設(shè)置為 0。

2. 當(dāng)輸出緩沖區(qū)的大小超過了硬性限制的大小時(shí)，這個(gè)客戶端會(huì)被立即關(guān)閉。

3. 設(shè)置軟性限制和硬性限制

   我們可以使用 client-output-buffer-limit 選項(xiàng)來為普通客戶端、從服務(wù)器客戶端或執(zhí)行消息訂閱發(fā)布功能的客戶端設(shè)置軟性限制和硬性限制

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客戶端的 authenticated 屬性

authenticated 屬性是客戶端身份驗(yàn)證屬性，用于記錄客戶端是否通過了身份驗(yàn)證。這個(gè)屬性的值為 0 和 1，默認(rèn)值為 0。

當(dāng) authenticated 屬性值為 0 時(shí)，服務(wù)器除執(zhí)行 AUTH 命令之外，將會(huì)拒絕執(zhí)行客戶端發(fā)送過來的其他所有命令。

客戶端的 argv 和 argc 屬性

argv 屬性：這是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)元素都是一個(gè)字符串對(duì)象，其中 argv[0]是要執(zhí)行的命令，而之后的其他元素是傳給這個(gè)命令的參數(shù)。

argc 屬性：用于記錄 argv 屬性的數(shù)組長(zhǎng)度。

當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送命令時(shí)，服務(wù)器會(huì)將接收到的命令保存到客戶端狀態(tài)的 querybuf 屬性中。保存之后，服務(wù)器會(huì)分析這個(gè)命令的內(nèi)容，并將分析得出的命令參數(shù)及命令參數(shù)的個(gè)數(shù)分別保存到 argv 和 argc 屬性中

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關(guān)閉客戶端

普通客戶端被關(guān)閉的幾種方式：

● 當(dāng)客戶端執(zhí)行了 CLIENT kill 命令時(shí)，客戶端會(huì)被關(guān)閉。

● 當(dāng)客戶端進(jìn)程被殺死時(shí)，客戶端將會(huì)斷開與服務(wù)器的連接，從而客戶端被關(guān)閉。

● 當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送的命令是錯(cuò)誤協(xié)議格式時(shí)，客戶端會(huì)被關(guān)閉。

● 當(dāng)客戶端發(fā)送的命令請(qǐng)求的大小超過了輸入緩沖區(qū)的限制大小時(shí)，客戶端會(huì)被關(guān)閉。

● 當(dāng)發(fā)送給客戶端的命令執(zhí)行后返回結(jié)果的大小超過了輸出緩沖區(qū)的限制大小時(shí)，客戶端也會(huì)被關(guān)閉。

● 當(dāng)為服務(wù)器設(shè)置了 timeout 參數(shù)值，同時(shí)客戶端的空轉(zhuǎn)時(shí)間又超過了 timeout 參數(shù)值時(shí)，客戶端將會(huì)被關(guān)閉。而如果這個(gè)客戶端是主服務(wù)器，而從服務(wù)器被 BLPOP、BRPOP 等相關(guān)命令阻塞，或者從服務(wù)器正在執(zhí)行與訂閱發(fā)布相關(guān)的命令，此時(shí)就算客戶端的空轉(zhuǎn)時(shí)間超過了 timeout 參數(shù)值，這個(gè)客戶端也不會(huì)被關(guān)閉。