Redis源码阅读 server.c
在分析Redis源码时，首先要了解Redis是什么。Redis（Remote Dictionary Server）是一个高性能的键值存储数据库。它支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，并提供持久化、事务和Lua脚本等功能。Redis的源码是用C语言编写的，源码库托管在GitHub上。
server.c 是Redis源码中的一个核心文件，它包含了Redis服务的主要功能和逻辑。为了帮助你更好地理解server.c，下面将对其主要组成部分进行概述：
- 包含的头文件和全局变量定义：在文件的开头，有许多包含的头文件和全局变量定义，这些头文件和变量为Redis的各种功能提供了支持。
- 辅助函数：在
server.c中有许多辅助函数，这些函数主要用于完成一些特定的任务，如字符串操作、时间操作、内存管理等。 - 事件处理：Redis使用事件驱动模型处理客户端连接、读写请求和超时等事件。
server.c包含了处理这些事件的相关代码，如创建事件循环、添加/删除事件处理器等。 - 命令处理：
server.c包含了命令处理的相关代码，如命令表的初始化、命令查找、参数解析等。Redis支持的每个命令都有一个对应的处理函数，这些函数负责处理命令的逻辑并将结果发送给客户端。 - 网络连接管理：
server.c负责管理Redis服务端与客户端之间的网络连接，包括创建/关闭连接、读写数据等操作。 - 客户端管理：
server.c包含了客户端管理的相关代码，如客户端结构体的定义、客户端列表的管理、客户端的创建/销毁等操作。 - 数据库操作：
server.c包含了Redis数据库操作的相关代码，如数据库的初始化、键值对的读写、过期时间的处理等。 - 持久化：Redis支持两种持久化方式，RDB（快照）和AOF（追加写日志）。
server.c包含了与持久化相关的代码，如RDB/AOF文件的创建/加载、数据的保存/恢复等。 - 主从复制：Redis支持主从复制功能，
server.c包含了与主从复制相关的代码，如主从连接的建立、数据同步等。 - Sentinel 和集群：Redis支持Sentinel和集群模式，
server.c包含了与这些模式相关的代码，如Sentinel/集群状态的管理、节点的发现和选举等。 - 启动和初始化：
server.c的最后部分包含了Redis服务的启动和初始化代码。这里定义了main()函数，这是Redis服务的入口点。
在main()函数中，会进行一系列的初始化操作，包括：
main()函数，这是Redis服务的入口点。在main()函数中，会进行一系列的初始化操作，包括：
a. 解析命令行参数：main()函数首先解析从命令行传入的参数，如配置文件路径、日志级别、端口号等。
b. 读取配置文件：根据命令行参数指定的配置文件路径，读取并解析配置文件，设置相关的配置选项。
c. 初始化服务器状态：初始化服务器状态结构体，包括事件循环、数据库、客户端列表等。
d. 初始化命令表：Redis支持的所有命令都需要在命令表中进行注册。main()函数会调用一个初始化函数来完成这个任务。
e. 设置信号处理器：为了确保Redis服务在接收到特定信号时能够正确响应，需要为这些信号设置处理器。
f. 加载持久化数据：如果配置了RDB或AOF持久化，main()函数会尝试从磁盘加载数据到内存数据库中。
g. 启动事件循环：最后，main()函数会启动事件循环，处理客户端连接、读写请求、超时等事件。
h. 清理和退出：当Redis服务收到退出信号时，main()函数会进行一系列清理操作，如关闭客户端连接、释放内存资源等，然后退出程序。
头文件引用
首先，server.c文件会引用多个头文件，包含了Redis服务器所需的数据类型、宏定义、全局变量等。一些常用的头文件如下：
#include "server.h" // 包含Redis服务器的主要结构体和函数声明
#include "atomicvar.h" // 提供了对原子操作的封装
#include "cluster.h" // 包含Redis集群相关的结构体和函数声明
#include "db.h" // 包含Redis数据库操作相关的结构体和函数声明
#include "object.h" // 包含Redis对象系统的数据结构和函数声明
#include "rdb.h" // 包含RDB持久化相关的结构体和函数声明
#include "t_string.h" // 包含处理Redis字符串对象的函数声明
#include "t_list.h" // 包含处理Redis列表对象的函数声明
#include "t_set.h" // 包含处理Redis集合对象的函数声明
#include "t_zset.h" // 包含处理Redis有序集合对象的函数声明
#include "t_hash.h" // 包含处理Redis哈希对象的函数声明
#include "slowlog.h" // 包含慢查询日志相关的结构体和函数声明
#include "bio.h" // 包含后台I/O（Background I/O）相关的结构体和函数声明
#include "aof.h" // 包含AOF持久化相关的结构体和函数声明
#include "lazyfree.h" // 包含延迟释放内存相关的函数声明
#include "tracking.h" // 包含客户端缓存跟踪相关的函数声明
#include "networking.h" // 包含网络处理相关的结构体和函数声明
#include "pubsub.h" // 包含发布订阅模式相关的结构体和函数声明
#include "module.h" // 包含Redis模块系统相关的结构体和函数声明
#include "scripting.h" // 包含Lua脚本执行相关的结构体和函数声明
#include "blocked.h" // 包含阻塞客户端相关的结构体和函数声明
#include "evict.h" // 包含键值对逐出策略相关的函数声明
#include "quicklist.h" // 包含quicklist数据结构及相关操作函数声明
#include "rax.h" // 包含rax字典数据结构及相关操作函数声明
#include "sentinel.h" // 包含Redis Sentinel相关的结构体和函数声明
数据结构
以下是server.c中主要数据结构的代码表示，以及中文注释：
redisServer结构体
typedef struct redisServer {
// ...
redisDb *db; /* 数据库数组 */
dict *commands; /* 命令表 */
dict *orig_commands; /* 模块系统修改前的原始命令表 */
aeEventLoop *el; /* 事件循环，处理客户端连接、读写请求、超时等事件 */
list *clients; /* 已连接客户端列表 */
list *slaves; /* 已连接从服务器列表 */
list *monitors; /* 监控客户端列表 */
int hz; /* 服务器每秒执行的事件循环次数 */
char *rdb_filename; /* RDB文件名 */
char *aof_filename; /* AOF文件名 */
// ...
} redisServer;
client结构体
typedef struct client {
uint64_t id; /* 客户端唯一标识符 */
int fd; /* 客户端连接的文件描述符 */
sds name; /* 客户端名称 */
sds querybuf; /* 查询缓冲区，保存客户端发送的命令 */
int argc; /* 命令参数个数 */
robj **argv; /* 命令参数数组 */
struct redisCommand *cmd; /* 当前正在处理的命令 */
time_t lastinteraction; /* 客户端最后一次与服务器交互的时间 */
int flags; /* 客户端标志位 */
// ...
} client;
redisObject redisObject 是一个通用的数据结构，用于表示 Redis 中的所有数据类型。redisObject 结构体定义在 server.h 文件中，其包含的成员变量如下：
struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
* LFU data (least significant 8 bits frequency
* and most significant 16 bits access time). */
int refcount;
void *ptr;
};
- type：表示 redisObject 的类型，如字符串、列表、哈希表等。
- encoding：表示 redisObject 的编码方式，如 RAW 编码、INT 编码等。
- ptr：指向 redisObject 实际数据的指针。
- refcount：表示 redisObject 的引用计数，用于实现内存回收机制。
- lru：表示 redisObject 最近一次被访问的时间戳，用于实现 LRU 算法。
命令处理函数
server.c文件中定义了多个命令处理函数，用于处理客户端发送过来的命令。这些函数都是以cmd_*的形式命名，例如：
void cmd_get(redisClient *c);
void cmd_set(redisClient *c);
void cmd_ping(redisClient *c);
void cmd_quit(redisClient *c);
这些命令处理函数都接收一个redisClient类型的参数，该参数包含了客户端发送的命令和参数。
命令表注册
为了方便管理和调用命令处理函数，server.c文件中会定义一个命令表，并将命令处理函数注册到该表中。可以用以下方式来注册命令处理函数：
#define CMD(name) {"name", cmd_##name, arity_##name, flags_##name, group_##name}
static struct redisCommand redisCommandTable[] = {
CMD(get),
CMD(set),
CMD(ping),
CMD(quit),
// ...
};
void populateCommandTable(void) {
int j;
for (j = 0; j < sizeof(redisCommandTable)/sizeof(struct redisCommand); j++) {
struct redisCommand *c = redisCommandTable+j;
int retval;
retval = dictAdd(server.commands,sdsnew(c->name),c);
assert(retval == DICT_OK);
}
}
这里定义了一个宏CMD，用于将命令名、处理函数、参数个数、标志等信息打包到一个结构体中。然后，使用populateCommandTable函数将所有命令注册到全局的命令字典中。
事件循环
在Redis服务器启动后，server.c文件中会进入一个事件循环，用于处理客户端请求和其他事件。事件循环的主要实现如下：
void aeMain(aeEventLoop *eventLoop) {
eventLoop->stop = 0;
while (!eventLoop->stop) {
aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS|
AE_CALL_BEFORE_SLEEP|
AE_CALL_AFTER_SLEEP);
}
}
该函数会循环调用aeProcessEvents函数，处理所有事件。在处理事件之前，会调用eventLoop->beforesleep函数，以便处理一些需要在主线程中执行的任务。
启动函数
最后，server.c文件定义了一个main函数，用于启动Redis服务器。该函数的主要过程如下：
初始化Redis服务器的状态、配置等信息。
注册命令处理函数到命令表中。
启动Redis服务器的事件循环。
停止Redis服务器的事件循环，并释放资源。
Redis的启动流程
Redis的启动流程可以概括为以下几个步骤：
- 初始化： 在
main()函数中，Redis首先执行一系列的初始化操作，包括分配和初始化redisServer结构体、设置默认配置参数等。 - 解析命令行参数： Redis会解析从命令行传入的参数，例如配置文件路径、日志级别、端口号等。
- 读取配置文件： 根据命令行参数指定的配置文件路径，读取并解析配置文件，设置相关的配置选项。
- 初始化数据结构： 初始化服务器状态结构体，包括事件循环、数据库、客户端列表等。同时，初始化命令表，注册所有Redis支持的命令。
- 设置信号处理器： 为了确保Redis服务在接收到特定信号时能够正确响应，需要为这些信号设置处理器。
- 启动服务器端口监听： 根据配置文件中指定的端口号，启动服务器端口监听，以便接受来自客户端的连接请求。
- 加载持久化数据： 如果配置了RDB或AOF持久化，Redis会尝试从磁盘加载数据到内存数据库中。
- 初始化集群和Sentinel： 如果配置了Redis集群或Sentinel模式，执行相应的初始化操作。
- 启动事件循环： 最后，Redis启动事件循环，处理客户端连接、读写请求、超时等事件。
- 清理和退出： 当Redis服务收到退出信号时，
main()函数会进行一系列清理操作，如关闭客户端连接、释放内存资源等，然后退出程序。
通过以上步骤，Redis会成功启动并开始接收来自客户端的请求。要深入了解Redis的启动流程和实现细节，请阅读源代码中的main()函数以及相关函数。