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Redis是一個高性能的開源內存數據庫,在Web應用中被廣泛使用。熟練掌握Redis源碼,有助于理解Redis的設計思路,提高自己的開發(fā)能力。本文將從入門到編寫講解Redis源碼的基本結構和常見操作。

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一、Redis源碼結構
Redis源碼的目錄結構如下所示:
├── deps
├── src
│ ├── adlist.c
│ ├── adlist.h
│ ├── ae.c
│ ├── ae.h
│ ├── anet.c
│ ├── anet.h
│ ├── dict.c
│ ├── dict.h
│ ├── sds.c
│ ├── sds.h
│ ├── server.c
│ ├── zmalloc.c
│ └── zmalloc.h
├── tests
├── utils
├── 00-RELEASENOTES
├── COPYING
├── INSTALL
└── README.md
其中,deps目錄包含了Redis依賴的外部庫;src目錄是Redis源碼的核心部分,包含了Redis的各個模塊和功能的實現;tests目錄包含了Redis的測試用例;utils目錄包含了一些實用工具;00-RELEASENOTES記錄了每個版本的更新內容;COPYING是Redis的版權聲明;INSTALL是Redis的安裝說明;而README.md是Redis的介紹文檔。
二、常見操作
Redis常見的操作包括String、Hash、List、Set、Sorted Set等數據類型的操作,以下是它們的一些基本操作:
1. String
# 設置一個鍵值對
SET KEY value
# 獲取一個鍵的值
GET key
2. Hash
# 設置一個hash鍵值對
HSET key field value
# 獲取hash中某個鍵的值
HGET key field
# 獲取hash所有鍵值對
HGETALL key
3. List
# 在列表左側添加一個元素
LPUSH key value
# 獲取列表的長度
LLEN key
# 獲取列表所有元素
LRANGE key start end
4. Set
# 向集合中添加一個元素
SADD key member
# 獲取集合元素數量
SCARD key
# 獲取集合所有元素
SMEMBERS key
5. Sorted Set
# 向有序集合中添加一個元素
ZADD key score member
# 獲取有序集合元素數量
ZCARD key
# 獲取有序集合某個范圍的元素
ZRANGE key start end
三、Redis源碼解讀
1. 數據結構
Redis源碼中主要使用了三種自定義數據結構:sds、adlist和dict。
sds是簡單動態(tài)字符串(Simple Dynamic Strings)類型,Redis中所有的字符串都是使用sds實現的。adlist是鏈表類型,dict是字典類型,包含哈希表、前綴樹和鏈表等數據結構,它在Redis中被廣泛使用,如用于存儲鍵值對。
2. 內存管理
Redis的內存管理非常重要,在Redis中采用的是Linux的內存分配器jemalloc,它分配內存效率高,且可以避免內存泄漏。Redis提供了zmalloc作為jemalloc的封裝,方便開發(fā)者使用。
3. 事件驅動
Redis使用事件驅動模型來處理客戶端請求,采用了第三方庫ae的事件處理機制。Redis的事件驅動模型是建立在Linux系統調用select或者epoll上的,因此ae的實現也主要是通過封裝select或epoll來實現事件的觸發(fā)和處理。
4. 網絡通信
Redis服務器支持TCP、Unix域套接字和SSL/TLS協議,其中TCP協議使用的是阻塞I/O和多路復用技術,而Unix域套接字則使用文件系統,和文件I/O相似,接口都非常簡單。SSL/TLS支持在網絡層對Redis數據進行加密。
5. 持久化
Redis支持兩種持久化方式:RDB和AOF。在RDB持久化方式中,Redis會根據一定的策略將內存中的數據定期保存到硬盤上的文件中;在AOF持久化方式中,Redis會將所有的寫命令追加到一個文件中,實現數據的實時備份。
四、編寫Redis插件
Redis是一個高度可擴展的系統,可以通過編寫插件來擴展Redis的功能。我們來看一個簡單的例子,假設我們需要在Redis中加入一個GREET命令,該命令會返回“Hello World!”。
需要在redis.h文件中定義新命令:
#define REDIS_CMD_GREET 1234
void greetCommand(redisClient *c); // 定義greetCommand函數
然后,在redis-cli.c中添加greetCommand函數的實現:
void greetCommand(redisContext *c) {
redisReply *reply = redisCommand(c, "SET greet \"Hello World!\"");
freeReplyObject(reply);
}
...
redisCommandTableEntry redisCommandTable[] = {
...,
{"GREET", REDIS_CMD_GREET, arity_and_flags, "", 0, NULL, 0, 0, 0, NULL, NULL, (redisCommandProc *)greetCommand, NULL, NULL},
...
};
其中,redisCommandTable表示Redis的命令表,通過將新命令GREET添加到命令表中,實現了新的命令功能。
在Makefile中添加新的編譯選項:
REDIS_SERVER_CFLAGS += -DREDIS_CMD_GREET=1234
redis-cli: redis-cli.c adlist.c anet.c crc64.c sds.c hiredis.c
$(CC) -o redis-cli $^ $(REDIS_CLIENT_LDFLAGS) $(REDIS_CLIENT_CFLAGS)
重新編譯Redis,即可使用新的命令了:
redis> GREET
OK
redis> GET greet
"Hello World!"
五、總結
Redis源碼涉及到了很多領域,如數據結構、內存管理、事件驅動、網絡通信和持久化等。通過學習Redis源碼,我們除了能夠理解Redis的設計思路,還可以提高自己的編程能力和解決問題的能力。同時,Redis也支持自定義插件來擴展功能,為我們的開發(fā)工作提供了更多的選擇和靈活性。
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文章題目:精通Redis源碼從入門到編寫(redis 源碼編寫)
文章出自:http://fisionsoft.com.cn/article/dhdjjge.html


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