Redis 核心原理和架构( 二 ) _Redis

有利于减小高并发量情况下对性能的影响
根据论文 SEDA: An Architecture for Well-Conditioned, Scalable Internet Services 的测试结果显示，相比一个连接分配一个线程的模型，Reactor 模式（固定线程数）在连接数增大的情况下吞吐量不会明显降低，延时也不会也受到显著的影响。
二、事件循环的 Redis 实现
下面开始，会对 Redis 如何实现事件循环进行说明，会涉及到一些源码的实现部分，如果不感兴趣可以直接跳到第三节看 Redis 怎么利用事件处理模型来处理具体的命令。
2.1 Redis 事件循环 Event Loop
Redis 的事件循环，最直观的理解，就是一个在不断等待事件的一个无限循环，直到 Redis 程序退出。
Redis 实现事件循环主要涉及三个源码文件：server.c, ae.c, networking.c 。

server.c 的 main()函数是整个 Redis 程序的开始，我们也从这里开始观察 Redis 的行为。
ae.c实现事件循环和事件的相关功能。
networking.c则负责处理网络IO相关的功能。

文章插图

a. 初始化 Redis 配置
初始化的过程主要做三个事情：

加载配置
创建事件循环
执行事件循环

简化后的代码如下：（跳过不影响理解）
// 0. 定义服务器主要结构体, 加载服务器配置struct redisServer server;initServerConfig();loadServerConfig();// 1. 根据配置参数初始化，initServer() { // 1.1 实际创建事件循环 server.el = aeCreateEventLoop(); // 1.2 为事件循环注册一个可读事件，用于响应外部客户端请求 aeCreateFileEvent(server.el, AE_READABLE, acceptTcpHandler)}// 2. 执行事件循环，等待连接和命令请求aeMain(server.el);初始化过程中被创建的server.el包含了两个事件的列表，它的结构体实现如下：
typedef struct aeEventLoop{ aeFileEvent events[AE_SETSIZE]; /* 注册的事件，被 eventloop 监听 */ aeFiredEvent fired[AE_SETSIZE]; /* 有读写操作需要执行的事件(就绪事件) */} aeEventLoop;b. 创建事件循环
主循环体aeMain()在ae.c文件中被实现，简化后的代码如下：
void aeMain(aeEventLoop *eventLoop) { while (!eventLoop->stop) { aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS); }}事件循环主要就是一个while循环，不断去轮询是否有就绪的事件需要处理，具体的处理函数是aeProcessEvents，接下来会有对这个函数有更详细的介绍。
c. 创建用于监听端口的事件
在上述 Redis 在初始化时，程序会创建一个关联了acceptTcpHandler处理器的可读事件：
aeCreateFileEvent(server.el, AE_READABLE, acceptTcpHandler)这个可读事件注册到事件循环中，就实现了 Redis 对外提供的服务地址和端口的连接服务。具体的内容下一个小节事件处理器中介绍。
2.2 事件处理器 Event Handler
所有事件被创建时，都会关联一个处理器 (handler)，并注册到事件循环中，事件处理器用于具体的读写操作。
Redis 的常用几个事件处理器有：

响应连接的处理器acceptTcpHandler()
读取客户端命令的处理器readQueryFromClient()
返回处理结果的处理器sendReplyToClient()

以上处理器均在networking.c文件下实现，该文件负责 Redis 所有网络 IO 功能的实现。
一个客户端一次正常的连接和命令操作流程，可以通过上述三个处理器完成。

文章插图

当 Redis 需要监听某个套接字的时候，就会创建一个事件，并注册到事件循环中进行监听，Redis 将处理器以参数的方式关联到事件中。
比如以下是注册一个可读事件的操作：
aeCreateFileEvent(server.el, fd, AE_READABLE, readQueryFromClient, c)

server.el：事件循环 eventloop，一个服务器只有一个el
fd：表示这个客户端连接的文件描述符，每个客户端连接对应一个
AE_READABLE：表示这是一个可读事件，可以理解为客户端准备进行写操作
readQueryFromClient：这个事件关联的处理器，当事件就绪后，就会调用此处理器
c：表示这个客户端在Redis中指向的变量

注册完毕后，事件循环就会将这个事件（套接字）加入到监听的范围，当事件可读时，Redis 就会将这个事件发送到待处理事件队列中等待处理，等到可读就绪时，会被readQueryFromClient处理器处理。
可以看到整个过程中事件循环和不同处理器之间是解耦的，互不干扰。这样实现提高了代码的简洁和重用。
2.3 事件处理 Process Events