看了黄建宏老师的《Redis设计与实现》,对redis的部分实现有了一个简明的认识;

之前面试的时候被问到了这部分的内容,没有关注,好在还有时间,就把Redis的源码看了一遍。

Redis源码的获取

Redis是完全开源的,其源代码可以在直接在GitHub上获取:https://github.com/antirez/redis(目前的版本是4.4.0)。此时,进入解压后的redis目录下的src文件夹,redis的所有源代码都存放在此。

源代码结构解析

从redis源码解析看到的redis源码阅读方法,我觉得这适用于很多源码的阅读:

  1. 自底向上:从耦合关系最小的模块开始读,然后逐渐过度到关系紧密的模块。就好像写程序的测试一样,先从单元测试开始,然后才到功能测试。
  2. 从功能入手:通过文件名(模块名)和函数名,快速定位到一个功能的具体实现,然后追踪整个实现的运作流程,从而了解该功能的实现方式。
  3. 自顶向下:从程序的 main() 函数,或者某个特别大的调用者函数为入口,以深度优先或者广度优先的方式阅读它的源码。
  • Redis的数据结构部分

内存分配

zmalloc.c和zmalloc.h

动态字符串

sds.h和sds.c

双端链表

adlist.c和adlist.h

字典

dict.h和dict.c

跳跃表

server.h文件里面关于zskiplist结构和zskiplistNode结构,以及t_zset.c中所有zsl开头的函数

 

 

  • Redis的内存编码

整数集合

intset.h和intset.c

压缩列表

ziplist.h和ziplist.c

压缩表

zipmap.h和zipmap.c

 

  • Redis数据类型

对象

object.c

字符串对象

t_string.c

列表对象

t_list.c

散列对象

t_hash.c

集合对象

t_set.c

有序集合对象

t_zset.c中除 zsl 开头的函数之外的所有函数

 

 

  • Redis数据库的实现

数据库实现

db.c

RDB持久化

rdb.c

AOF持久化

aof.c

通知功能

notify.c

 

 

  • 客户端和服务器端的代码实现

服务器端

redis.c

客户端

redis-cli.c

事件处理

ae.c/ae_epoll.c/ae_evport.c/ae_kqueue.c/ae_select.c

网络链接

anet.c和networking.c

 

 

  • Redis多机部分的代码实现

复制功能

replication.c

Redis Sentinel

sentinel.c

集群

cluster.c

 

 

  • 独立功能模块的实现

发布和订阅

pubsub.c文件

事务

multi.c

lua脚本

scripting.c

慢查询

slowlog.c

监视

monitor.c

 

整个Redis的源码分类大体上如上所述了。

 

后面参考了知乎作者Zeech的关于redis阅读的建议:

Redis

redis全称REmote DIctionary Server,是一个由Salvatore Sanfilippo写的高性能key-value存储系统,其完全开源免费,遵守BSD协议。Redis与其他key-value缓存产品(如memcache)有以下几个特点。

  • Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。
  • Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。
  • Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

Redis的性能极高且拥有丰富的数据类型,同时,Redis所有操作都是原子性的,也支持对几个操作合并后原子性的执行。另外,Redis有丰富的扩展特性,它支持publish/subscribe, 通知,key 过期等等特性。

这里贴出针对Zeech提供的阅读建议,也可以督促自己,希望能够对找到工作有所帮助。

第一阶段

  • 阅读Redis的数据结构部分,基本位于如下文件中:内存分配 zmalloc.c和zmalloc.h
  • 动态字符串 sds.h和sds.c
  • 双端链表 adlist.c和adlist.h
  • 字典 dict.h和dict.c
  • 跳跃表 server.h文件里面关于zskiplist结构和zskiplistNode结构,以及t_zset.c中所有zsl开头的函数,比如 zslCreate、zslInsert、zslDeleteNode等等。
  • 基数统计 hyperloglog.c 中的 hllhdr 结构, 以及所有以 hll 开头的函数

第二阶段 熟悉Redis的内存编码结构

  • 整数集合数据结构 intset.h和intset.c
  • 压缩列表数据结构 ziplist.h和ziplist.c

第三阶段 熟悉Redis数据类型的实现

  • 对象系统 object.c
  • 字符串键 t_string.c
  • 列表建 t_list.c
  • 散列键 t_hash.c
  • 集合键 t_set.c
  • 有序集合键 t_zset.c中除 zsl 开头的函数之外的所有函数
  • HyperLogLog键 hyperloglog.c中所有以pf开头的函数

第四阶段 熟悉Redis数据库的实现

  • 数据库实现 redis.h文件中的redisDb结构,以及db.c文件
  • 通知功能 notify.c
  • RDB持久化 rdb.c
  • AOF持久化 aof.c

以及一些独立功能模块的实现

  • 发布和订阅 redis.h文件的pubsubPattern结构,以及pubsub.c文件
  • 事务 redis.h文件的multiState结构以及multiCmd结构,multi.c文件

第五阶段 熟悉客户端和服务器端的代码实现

  • 事件处理模块 ae.c/ae_epoll.c/ae_evport.c/ae_kqueue.c/ae_select.c
  • 网路链接库 anet.c和networking.c
  • 服务器端 redis.c
  • 客户端 redis-cli.c
  • 这个时候可以阅读下面的独立功能模块的代码实现
  • lua脚本 scripting.c
  • 慢查询 slowlog.c
  • 监视 monitor.c

第六阶段 这一阶段主要是熟悉Redis多机部分的代码实现

  • 复制功能 replication.c
  • Redis Sentinel sentinel.c
  • 集群 cluster.c

其他代码文件介绍

关于测试方面的文件有:

  • memtest.c 内存检测
  • redis_benchmark.c 用于redis性能测试的实现。
  • redis_check_aof.c 用于更新日志检查的实现。
  • redis_check_dump.c 用于本地数据库检查的实现。
  • testhelp.c 一个C风格的小型测试框架。

一些工具类的文件如下:

  • bitops.c GETBIT、SETBIT 等二进制位操作命令的实现
  • debug.c 用于调试时使用
  • endianconv.c 高低位转换,不同系统,高低位顺序不同
  • help.h 辅助于命令的提示信息
  • lzf_c.c 压缩算法系列
  • lzf_d.c 压缩算法系列
  • rand.c 用于产生随机数
  • release.c 用于发布时使用
  • sha1.c sha加密算法的实现
  • util.c 通用工具方法
  • crc64.c 循环冗余校验
  • sort.c SORT命令的实现
  • 一些封装类的代码实现:
  • bio.c background I/O的意思,开启后台线程用的
  • latency.c 延迟类
  • migrate.c 命令迁移类,包括命令的还原迁移等
  • pqsort.c 排序算法类
  • rio.c redis定义的一个I/O类
  • syncio.c 用于同步Socket和文件I/O操作