Redis服務器是典型的一對多服務器程式:一個服務器可以與多個客戶端建立網路連接,每個客戶端可以向服務器發送命令請求,而服務器則接收并處理客戶端發送的命令請求,并向客戶端回傳命令回復,
通過使用由I/O多路復用技術實作的檔案事件處理器,Redis服務器使用單執行緒單行程的方式處理命令請求,并于多個客戶端進行網路通信,
每個與服務器進行連接的客戶端,服務端都為這些客戶端建立相應的redisClient結構(客戶端狀態),保存客戶端當前的狀態資訊,以及執行相關功能時需要用到的資料結構,
Redis服務器狀態結構的clients屬性是一個鏈表,這個鏈表保存了所有與服務器連接的客戶端的狀態結構,對客戶端執行批量操作,或者查找某個指定的客戶端,都可以通過遍歷clients鏈完成,
struct redisServer{ //一個鏈表,保存了所有客戶端狀態 list *clients; }
1、客戶端狀態的fd屬性記錄了客戶端正在使用的套接字描述符
typedef struct redisClient{ int fd; } redisClient;
根據客戶端的型別不同fd的屬性值可以是-1,或者是大于-1的整數:偽客戶端fd屬性為-1;普通客戶端的fd屬性值為大于-1的整數,
2、默認情況下一個連接到服務器的客戶端是沒有名稱的, 可以使用Client setname 命令為客戶端設定一個名稱,
3、客戶端的標志屬性flags記錄了客戶端角色(role),以及客戶端狀態
typedef struct redisClient{ int flag; } redisClient;
在主從服務器進行復制操作時,主服務器會成為從服務器的客戶端,而從服務器也會成為主服務器的客戶端,
REDIS_MASTER 客戶端是一個主服務器
REDIS_BLOCKED 客戶端正在被串列命令阻塞
REDIS_MULTI | REDIS_DIRTY_CAS 客戶端正在執行事務,但事務的安全性已經被破壞
REDIS_SLAVE | REDOS_PRE_PSYNC 客戶端是一個從服務器,并且版本低于REDIS2.8
REDIS_LUA_CLIENT | REDIS_FORCE_AOF | REDIS_FORCE_REPL 這是專門執行Lua腳本包含的redis命令的偽客戶端 ,它強制服務器將當前執行的命令寫入到AOF檔案,并復制給從服務器,
4、客戶端狀態的輸入緩沖區用戶保存客戶端發送的命令請求:
typedef struct redisClient { sds querybuf; } redisClient;
5、在服務器將客戶端發送的命令請求保存在客戶端狀態的querybuf屬性后,服務器將對命令請求的內容進行分析,并將得出的命令引數以及命令引數的個數分別保存到客戶端狀態的argv屬性和argc屬性:
typedef struct redisClient{ robj **argv; int argc; } redisClient;
argv屬性是一個陣列,陣列的每個項都是一個字串隊形,其中avgv[0]是要執行的命令,其之后的其他項都是傳給命令的引數,
6、當服務器從協議內容中分析并得出argv屬性和argc屬性的值之后,服務器將根據項argv[0]的值,在命令表中查找命令所對應的實作函式,
命令表是一個字典表,字典的鍵是一個SDS結構,保存了命令的名字,字典值是命令的名字,字典值是命令所對應的redisCommand結構,這個結構保存了命令的實作函式、命令的標志、命令應該給定的引數個數、命令的總執行次數和總耗時長等統計資訊,
當程式在命令表中成功找到argv[0]所對應的redisCommand結構時,它會將客戶端狀態的cmd指標指向這個結構:
typedef struct redisClient{ struct redisCommand *cmd; } redisClient;
之后,服務器就可以使用cmd屬性所指向的redisCommand結構,以及argv、argc屬性中保存的命令引數資訊,呼叫命令實作函式,執行客戶端指定的命令,
7、執行命令所得的命令回復會被保存在客戶端狀態的輸出緩沖區里面,每個客戶端有兩個輸出緩沖區可以用,一個緩沖區的大小是固定的,一個大小是可變的,
固定大小的緩沖區用于保存那些長度比較小的回復,可變大小的緩沖區用于保存耐餓長度比較大的回復,
客戶端的固定大小緩沖區由buf和bufpos兩個屬性組成
typedef struct redisClient{ char buf[REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES];//REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES 默認16 *1024 也就是說固定緩沖區默認 16k int bufpos;//記錄已使用的位元組數量 } redisClient;
8、身份認證
客戶端狀態的authenticated屬性用于記錄客戶端是否通過了身份驗證:
typedef struct redisClient{ int authenticated; } redisClient;
authenticated屬性僅在服務器啟用了身份驗證功能的時候使用,如果服務器沒有啟用的話,即使為0也不會拒絕客戶端的命令請求,
9、時間
typedef struct redisClient{ time_t ctime;//創建客戶端的時間 連接服務器時長(秒) time_t lastinteraction;//最后一次與服務器互動時間,計算客戶端空轉時間 //記錄緩沖區第一次到達軟性限制的時間 time_t obuf_soft_limit_reached_time; } redisClient;
如果客戶端是通過網路連接于服務器進行連接的普通客戶端,那么客戶端使用connect函式連接到服務器時,服務器就會呼叫連接事件處理器,為客戶端創建相應的客戶端狀態,并將這個新的客戶端狀態添加到服務器狀態結構clients鏈表的末尾,
普通客戶端可以因為多種原因而被關閉:
客戶端行程退出或者被殺死,那么客戶端與服務端的網路連接被關閉,
如果客戶端向服務端發送了帶有不符合協議的命令請求,那么這個客戶端也會被關閉,
如果客戶端成為了CLIENT KILL命令的目標,那么它也會被關閉,
如果服務端設定了timeout配置項,那么客戶端的空轉事件超過timeout現象設定的值時,客戶端被關閉,
如果客戶端發送的命令請求的大小超過了輸入緩沖區的限制大小(默認1G),那么客戶端會被服務器關閉,
如果要發送給客戶端的命令回復的大小超過了輸出緩沖區的限制大小,那么這個客戶端會被服務器關閉,
服務器使用兩種模式來限制客戶端輸出緩沖區的大小:
1、硬性限制,如果輸出緩沖區的大小超過了硬性限制所設定的大小,那么服務器立即關閉客戶端,
2、軟性限制,如果輸出緩沖區的大小超過了軟性限制設定的大小,但沒有超過硬性設定的大小,obuf_soft_limit_reached_time屬性記錄下客戶端達到軟性限制的起始事件,之后服務器會繼續監視客戶端,如果輸出緩沖區的大小一直超出軟性限制,并且持續時間超過服務器設定的時長,那么服務器將關閉客戶端,
服務端會在初始化時創建負責執行Lua腳本中包含redis命令的偽客戶端,并將這個偽客戶端關聯在服務器狀態結構的lua_client屬性中:
struct redisServer{ redisClient *lua_client; }
lua_client 偽客戶端在服務器運行的整個宣告周期中會一直存在,只有服務器關閉時,這個客戶端才會關閉,
服務器在載入AOF檔案時,會創建用于執行AOF檔案的Redis命令的偽客戶端,并在載入完成之后,關閉偽客戶端,
每天學一點,總會有識訓,
說明:尊重作者知識產權,文中內容參考《Redis設計與實作》,僅在此做學習與大家分享,

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