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文件事件处理

Redis基于Reactor模式开发了文件事件处理器。文件事件处理器以单线程方式运行,通过IO多路复用程序监听多个套接字,实现了高性能网络通信模型,又可以很好的与Redis服务器中同样以单线程运行的模块进行对接,保证了设计的简单性。
文件事件处理器的构成:套接字、I/O多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器Redis的文件事件与时间事件处理_redis

每当一个套接字准备好执行连接应答、写入、读取、关闭操作时就会产生一个文件事件。一个服务器通常会连接多个套接字,所以多个文件事件有可能并发出现。
I/O多路复用程序负责监听多个套接字,并向文件事件分派器传送产生了事件的套接字。
I/O复用程序总是将所有产生事件的套接字放在一个队列里,通过这个队列以有序、同步、每次一个套接字的方式向文件事件分派器传送套接字。

事件类型

  • 当套接字可读(客户端对套接字执行write操作,或者执行close操作),或者有新的可应答套接字出现(客户端对服务器的监听套接字执行connect操作),套接字产生​​AE_READABLE​​事件
  • 当套接字可写(客户端对套接字执行read操作),套接字产生​​AE_WRITABLE​​ 如果一个套接字同时产生了这两种事件,那么事件分派器会优先处理读套接字,后处理写套接字。

客户端和服务端的通信过程

Redis的文件事件与时间事件处理_套接字_02

时间事件处理

一个时间事件主要由三个属性组成:
1、id:全局唯一id,新事件的id比老事件的id大
2、when:记录时间事件的到达时间(ms级别)
3、timeProc:时间时间处理器,表示事件到达,服务器会调用相应的函数
时间事件分为定时事件与周期性事件,区别在于定时事件在到达一次之后就会被删除,之后不再到达。而周期性事件在到达一次之后会对when属性更新值,表示在一段时间后再次到达。
Redis的实现原理是将所有的时间事件放在一个无序链表中,每当时间事件执行器运作,遍历链表,查找所有已达到时间时间,并调用相应的事件处理器。新的时间时间总是插入链表头部,所以往往是按照ID逆序排列的,这里无序表示不按照when属性大小排序。
由于时间事件个数较少,所以无序链表并不影响时间事件处理器的性能。

执行器执行

执行器具体执行步骤如下:

遍历服务器中的所有时间事件
for (time_event : list)
{
检查该事件是否已经到达
if (time_event <= now_time) {
已到达,执行事件处理器,获取返回值
retval = time_event.timeProc()
如果是一个定时事件,将事件从服务器中删除
if (retval == AE_NOMORE) delete_time_event(time_event)
else
否则更新when,让该事件在指定时间后再次到达
update_when(time_event, retval )
}
}

周期性事件作用

Redis服务器需要定期对自身的资源和状态进行检查和调整,此时就会用到​​serverCron​​​函数,该函数就是以周期性事件触发的。默认是每秒运行10次。
主要作用为:
1、更新服务器各类统计信息,如时间、内存占用、数据库占用情况
2、清理数据库中过期键值对
3、关闭和清理连接失效的客户端
4、尝试进行AOF或RDB持久化操作
5、如果是主服务器还需要对从服务器定期同步
6、如果处于集群模式,还需要对集群定期同步和连接测试

事件的调度与执行

文件事件与时间事件之间是合作关系,服务器会轮流处理两种事件,并且处理的过程中也不会进行在·抢占,所以时间时间的实际处理时间通常回避设定到达时间晚一些。
事件处理角度下的服务器运行流程:
Redis的文件事件与时间事件处理_redis_03
需要注意的点:
1、为了避免服务器对时间时间进行频繁轮询(忙等待),也为了避免阻塞过长时间,每次最大阻塞时间由到达时间最接近当前时间的时间事件决定。
2、文件事件是随机出现的,所以等处理完一个文件事件之后如果还没有时间事件到达,则服务器再次等待并处理文件事件,随着文件事件不断执行,逐渐接近时间事件设置的到达时间。
3、由于文件处理时同步、有序、原子执行,所以服务器不会中断事件处理,也不会对事件进行抢占。所以不管是那种事件的处理都需要尽可能减少程序阻塞时间。将耗时的操作放到子线程或者子进程中处理