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  • Redis原理篇--网络模型，通讯协议，内存回收
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  • Redis网络模型-epoll的ET和LT模式
  • Redis网络模型-基于epoll的服务端流程
  • Redis网络模型-信号驱动IO及异步IO
  • Redis网络模型-Redis是单线程吗,为什么用单线程
  • Redis网络模型-Redis单线程及多线程网络模型变
  • Redis通信协议-RESP协议
  • Redis通信协议-基于socket的自定义Redis客户端
  • Redis内存回收-过期key处理


Redis原理篇–网络模型，通讯协议，内存回收

目录

  1. Redis网络模型-epoll的ET和LT模式
  2. Redis网络模型-基于epoll的服务端流程
  3. Redis网络模型-信号驱动IO及异步IO
  4. Redis网络模型-Redis是单线程吗,为什么用单线程
  5. Redis网络模型-Redis单线程及多线程网络模型变
  6. Redis通信协议-RESP协议
  7. Redis通信协议-基于socket的自定义Redis客户端
  8. Redis内存回收-过期key处理

Redis网络模型-epoll的ET和LT模式

Redis采用epoll作为网络模型，通过ET（Edge Triggered）和LT（Level Triggered）两种模式来处理网络事件。ET模式只在状态变化时触发事件，而LT模式则在状态可读或可写时触发事件。

示例代码：

// 设置socket为ET模式
int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK | O_ET);

// 设置socket为LT模式
int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

Redis网络模型-基于epoll的服务端流程

Redis服务端在启动时，会创建一个epoll实例，并监听客户端连接。当有新连接时，会注册对应的事件处理函数，并使用非阻塞IO模式进行通信。

示例代码：

// 创建epoll实例
int epoll_fd = epoll_create1(0);
if (epoll_fd == -1) {
    perror("epoll_create1");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

// 监听客户端连接
epoll_event.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 使用ET模式
epoll_event.data.fd = sockfd;
if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &epoll_event) == -1) {
    perror("epoll_ctl");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

// 处理事件循环
while (1) {
    int num_events = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
    for (int i = 0; i < num_events; i++) {
        if (events[i].data.fd == sockfd) {
            // 处理新连接
            handle_new_connection(sockfd);
        } else {
            // 处理数据读写
            handle_io_event(events[i].data.fd);
        }
    }
}

Redis网络模型-信号驱动IO及异步IO

Redis采用信号驱动IO（Signal-driven IO）和异步IO（Asynchronous IO）来提高IO效率。信号驱动IO通过信号通知内核完成IO操作，而异步IO则由内核完成IO操作后通知应用程序。

示例代码：

// 设置信号处理函数
signal(SIGIO, io_handler);

// 设置socket为异步IO模式
int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_ASYNC);

Redis网络模型-Redis是单线程吗,为什么用单线程

Redis采用单线程模型，即每个客户端连接对应一个线程。这样做的好处是避免了线程切换和同步开销，提高了并发能力。

Redis网络模型-Redis单线程及多线程网络模型变

Redis在4.0版本中引入了多线程网络模型，通过线程池处理IO事件，提高了并发处理能力。

Redis通信协议-RESP协议

Redis通信协议采用RESP（REdis Serialization Protocol），是一种简单而高效的二进制协议。

示例代码：

*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$7\r\nmyvalue\r\n

Redis通信协议-基于socket的自定义Redis客户端

开发一个基于socket的自定义Redis客户端，可以直接与Redis服务器进行通信。

示例代码：

// 创建Socket连接
Socket socket = new Socket("localhost", 6379);

// 发送命令
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("SET mykey myvalue\r\n".getBytes());

// 接收响应
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
inputStream.read(buffer);
String response = new String(buffer);
System.out.println(response);

Redis内存回收-过期key处理

Redis采用惰性删除和定期删除两种方式处理过期key。惰性删除是在访问时检查key是否过期，而定期删除是通过定时任务扫描过期key进行删除。

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