读书笔记-Redis 独立功能的实现

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Redis：独立功能的实现

1. 发布与订阅

Redis 的发布与订阅功能由 PUBLISH、(UN)SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE 等命令组成

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struct redisServer {
	
	// 保存所有频道的订阅关系
	dict *pubsub_channels;

	// 保存所有模式的订阅关系
	list *pubsub_patterns;
}

Redis 将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的 pubsub_channels 字典里面, 这个字典的键是某个被订阅的频道, 而键的值则是一个链表, 链表里面记录了所有订阅这个频道的客户端

  • 服务器数据结构在 pubsub_channels 字典保存了所有频道的订阅关系: SUBSCRIBE 命令负责将客户端和被订阅的频道关联到这个字典里面, 而 UNSUBCRIBE 命令则负责解除客户端和被退订频道之间的关联

  • 服务器数据结构在 pubsub_patterns 链表保存了所有模式的订阅关系: PSUBCRIBE 命令负责将客户端和被订阅的模式记录到这个链表中, 而 PUNSUBSCRIBE 命令则负责移除客户端和被退订模式之间的关联

  • PUBLISH 命令通过访问 pubsub_channels 字典来向频道的所有订阅者发送消息, 通过访问 pubsub_patterns 链表来向所有匹配频道的模式的订阅者发送消息

  • PUBSUB 命令的三个子命令都是读取通过 pubsub_channels 字典和 pubsub_patterns 链表中的信息来实现的

2. 事务

Redis 通过 MULTI、EXEC、WATCH 等命令来实现事务(transaction)功能

WATCH 命令是一个乐观锁, 它可以在 EXEC 命令执行之前, 监事任意数量的数据库键, 并在 EXEC 命令执行时, 检查被监视的键是否至少有一个已经被修改过了, 如果是的话, 服务器将拒绝执行事务, 并向客户端返回代表事务执行失败的空回复

  • 事务在执行过程中不会被中断, 当事务队列中的所有命令都被执行完毕之后, 事务才会结束

  • 带有 WATCH 命令的事务会将客户端和被监视的键在数据库的 watched_keys 字典中进行关联, 当键被修改时, 程序会将所有监视被修改键的客户端的 REDIS_DIRTY_CAS 标志打开

  • 只有在客户端的 REDIS_DIRTY_CAS 标志未被打开时, 服务器才会执行客户端提交的事务, 否则将拒绝

  • Redis 的事务总是具有 ACID 中的原子性、一致性和隔离性, 当服务器运行在 AOF 持久化模式下, 并且 appendfsync 选项的值为 always 时, 事务也具有耐久性

3. 排序

  • SORT 命令通过将被排序键包含的元素载入到数组里面, 然后对数组进行排序来完成对键进行排序工作

  • 在默认情况下, SORT 命令假设被排序键包含的都是数字值, 并且以数字值的方式来进行排序

  • 如果 SORT 命令使用了 ALPHA 选项, 那么 SORT 命令假设被排序键包含的都是字符串值, 并且以字符串的方式来进行排序

  • SORT 命令的排序操作由快速排序算法实现

  • 当 SORT 命令使用了 BY 选项时, 命令使用其他键的值作为权重来进行排序操作

  • 除了 GET 选项之外, 调整选项的摆放位置不会影响 SORT 命令的排序结果

4. 慢查询日志

Reids 的慢日志查询功能用于记录执行时间超过给定时长的命令请求, 用户可以通过这个功能产生的日志来监视和优化查询速度

  • Redis 服务器将所有的慢查询日志保存在服务器状态的 slowlog 链表中, 每个链表节点都包含一个 slowlogEntry 结构, 每个 slowlogEntry 结构代表一条慢查询日志

  • 打印和删除慢查询日志可以通过遍历 slowlog 链表来完成

  • slowlog 链表的长度就是服务器所保存慢查询在日志的数量

  • 新的慢查询日志会被添加到 slowlog 链表的表头, 如果日志的数量超过 slowlog-max-len 选项的值, 那么多出来的日志会被删除

5. 监视器

  • 客户端可以通过执行 MONITOR 命令转换成监视器, 接收并打印服务器处理的每个命令请求信息

  • 当一个客户端变为监视器时, 该客户端的 REDIS_MONITOR 标识会被打开

  • 服务器将所有监视器都记录在 monitors 链表中

  • 每次处理命令请求时, 服务器都会遍历 monitors 链表, 将相关信息发送给监视器

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