Redis學習筆記（十一） 服務器

Redis服務器負責與多個客戶端創建網絡通訊，處理客戶端發送的命令請求，在數據庫中保存客戶端執行命令所產生的數據，並經過資源管理來維持服務器自身的運轉。

 

命令請求過程（以set命令爲例）

 

一、客戶端向服務器發送命令請求 SET KEY VALUE。

 

Redis服務器的命令請求來自於Redis客戶端，當用戶從客戶端鍵入一個命令請求時，客戶端會將這個命令命令請求請求轉換成協議格式，而後經過鏈接到服務器的套接字，將協議格式的命令請求發送給服務器。

 

 

 二、服務器接收並處理客戶端發送來的命令請求 SET KEY VALUE，在數據庫中進行設置操做，併產生命令回覆OK。

讀取套接字中的協議格式命令請求，並將其保存在客戶端狀態的輸入緩衝區中。

對輸入緩衝區中的命令請求進行解析，提取出命令請求中包含的命令參數，以及命令參數的格式，分別將參數和參數個數保存到客戶端狀態的argv和argc屬性中

調用命令執行器，執行客戶端指定的命令。

命令執行器：

一、查找命令。二、執行預備操做。（檢查命令、命令參數、客戶端身份驗證、檢查服務器內存佔用狀況、事務、服務器狀態、是否監聽等）三、調用命令實現函數，產生命令回覆函數，保存在客戶端狀態的輸出緩存區四、執行後續工做：（慢查詢檢查記錄日誌；根據命令耗時更新redisCommand結構的milliseconds屬性、calls計數器加1；若是開啓了AOF，若是是寫命令則寫入到AOF緩衝區；若是有其餘從服務器正在複製當前的服務器，那麼服務器會將剛剛執行的命令傳播給全部從服務器。）

三、服務器將命令回覆OK發送爲客戶端。

 

當客戶端套接字變爲可寫狀態時，服務器會執行命令回覆處理器，將保存在客戶端緩衝區的命令回覆發送給客戶端。

 

四、客戶端接收服務器返回的命令回覆OK，並將這個回覆打印給用戶觀看。客戶端收到協議格式的命令回覆後，將其轉換爲人類可讀的格式，並打印。

 

 

 

 

serverCron函數

 

 

Redis服務器中的serverCron函數每100毫秒執行一次，這個函數負責管理服務器的資源，並保持服務器自身的良好運轉。

 

一、更新服務器緩存時間，爲減小系統調用獲取當前時間的次數，服務器狀態中的unixtime和mstime屬性被用做當前時間的緩存：

struct redisServer{
    //保存了秒級精度的當前unix時間戳
    time_t unixtime;
    //保存了毫秒級精度的系統當前unix時間戳
    long long mstime;
    //默認每10秒更新一次事件緩存，用於計算鍵的空轉時間。
    unsigned lruclock:22
}

服務器只會在打印日誌、更新服務器LRU始終、決定是否執行持久化任務、計算服務器上線時間這類對事件精度不高的功能上用；對於爲鍵設置過時事件、添加慢日誌這種須要高精度事件的功能來講，服務器仍是會再次執行系統調用，從而得到更準確的系統當前事件。

 

每一個Redis對象都有一個lru屬性，這個lru屬性保存了對象最後一次被命令訪問的時間：

typedef struct redisObject{
    unsigned lru:22'
} robj;

serverCron函數中的trackOperationsPerSecond函數會以每100毫秒一次的頻率執行，這個函數的功能以抽樣計算的方式，估算並記錄服務器在最近一秒鐘處理的命令請求數量，這個值經過INFO status命令的instantaneous_ops_per_sec域查看。

二、更新服務器內存峯值記錄：服務器狀態中的stat_peak_memory屬性記錄服務器的內存峯值大小：

struct redisServer{
    //已使用內存峯值
    size_t stat_peak_memory;
}

三、處理sigterm信號

static void sigtermHandler(int sig){
    //打印日誌
    redisLogFromHandler(REDIS_WARNING,"received sigterm,scheduling shutdown...");
    //打開關閉標識
    server.shutdown_asap=1;
}

struct redisServer{
    //serverCron函數運行時，程序灰度服務器狀態的shutdown_asap屬性進行檢查，並根據屬性值決定是否關閉服務器。
    //關閉服務器的標識
    //值爲1時，關閉服務器
    //值爲0時，不作動做
    int shutdown_asap;
}

四、管理客戶端資源

serverCron函數每次執行都會調用clientCron函數，clientsCron函數會對必定數量的客戶端進行檢查：若是客戶端與服務器之間的鏈接已經超時，那麼程序釋放這個客戶端；若是客戶端在上一次執行命令請求後，輸入緩衝區的大小超過了必定的長度，那麼程序會釋放客戶端當前的輸入緩衝區，從新建立一個迷人大小的輸入緩衝區，防止客戶端的輸入緩衝區耗費過多的資源。

五、管理數據庫資源 ：刪除過時鍵，若有須要，對字典進行收縮操做。

六、執行被延遲的BGREWRITEAOF

若是BGSAVE執行期間，客戶端發來BGREWRITEAOF命令，則須要延遲到BGSAVE命令執行完成後。

七、檢查持久化操做運行狀態

服務器狀態使用rdb_child_pid\aof_child_pid屬性記錄執行BGSAVe命令和BGREWRITEAOF命令的子進程ID,用於檢查命令是否正在執行

struct redisServer{
    //記錄執行BGSAVE命令的紫禁城，若是沒有執行則爲-1
    pid_t rdb_child_pid;
    //記錄執行BGREWRITEAOF命令的子進程ID,沒執行則爲-1
    pid_t aof_child_pid;
}

 

 

八、將AOF緩衝區中的內容寫入AOF文件

九、關閉異步客戶端（檢查輸出緩衝區大小）

十、增長cronloops計數器的值（沒執行serverCron函數N次就執行一次指定的代碼）

 

初始化服務器

 

一、初始化服務器狀態結構，建立一個struct redisServer類型的實例變量server做爲服務器的狀態。

initServerConfig函數完成的主要工做：

設置服務器運行ID

設置服務器的默認運行頻率

設置服務器的默認配置文件路徑

設置服務器的運行架構

設置服務器的默認端口號

設置服務器默認RDB持久化條件和APF持久化條件

初始化服務器LRU時鐘

建立命令表

二、載入配置項修改默認的配置。

三、初始化服務器數據結構

在執行initServerConfig函數初始化server狀態時，程序只建立命令表一個數據結構，服務器在次數初始化其餘數據結構：

server.clients鏈表，記錄全部與服務器相鏈接的客戶端狀態

erver.db數組，包含服務器的全部數據庫。

保存頻道訂閱信息的server.pubsub_channels字典以及保存模式訂閱信息的server_publsub_patterns鏈表。

執行Lua腳本的Lua環境 server.lua；

用於保存慢查詢日誌的server.slwlog鏈表

除了初始化數據結構以外，initServer還進行了一些很是重要的設置操做：

爲服務器設置進程信號處理器。

建立共享對象。

打開服務器的監聽端，並未監聽套接字關聯鏈接應答事件處理時，等待服務器正式運行時接收客戶端鏈接。

爲serverCron函數建立時間事件，等待服務器正式運行時，執行serverCron函數。

若是AOF持久化功能打開，那麼打開現有的AOF文件，若是文件不存在則建立新的AOF文件

初始化服務器的後臺I/O模塊，爲未來的I/O操做作準備。

 

執行完以上內容那麼你就看到了熟悉的畫面：

 

 

四、還原數據庫裝填

在完成對服務器狀態server變量的初始化後，服務器須要載入RDB文件或者AOF文件，並根據文件記錄的內容還原數據庫狀態

五、執行事件循環

到此服務器的初始化工做圓滿完成，服務器如今開始能夠接收客戶端的鏈接請求，並處理客戶端發來的命令請求。

 

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寫到這裏，很是有衝動寫一下.net 程序初始化以及運行過程服務端作了那些事情，着手準備！

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天天學一點，總會有收穫。

 

說明：尊重做者知識產權，文中內容參考《Redis設計與實現》，僅在此作學習與你們分享。