開(kāi)篇

本文主要來(lái)探討一下 redis 的單線程模型，文章前半部分會(huì)先引用某網(wǎng)絡(luò)課程講解的內(nèi)容（圖片+語(yǔ)言描述），后半部分是本人粗略閱讀 redis 源碼后整理出來(lái)的一份偽代碼，用來(lái)驗(yàn)證文中前半部分的內(nèi)容。

本文對(duì)標(biāo)的 redis 版本是 5.x。

正文

redis 涉及的知識(shí)點(diǎn)有很多，展開(kāi)來(lái)講能聊到操作系統(tǒng)，因此為了方便理解，文中做了很多抽象描述。

文件事件處理器

redis 內(nèi)部使用了一個(gè)叫 文件事件處理器（ file event handler）的東西，這個(gè)文件事件處理器是 單線程 的，所以才有了 redis 是單線程的這一說(shuō)法。

文件事件處理器的結(jié)構(gòu)如下圖：

它包含 4 個(gè)部分：

• 多個(gè) socketIO
• 多路復(fù)用程序
• 文件事件分派器
• 事件處理器（連接應(yīng)答處理器、命令請(qǐng)求處理器、命令回復(fù)處理器）

文件事件處理器 采用 IO 多路復(fù)用機(jī)制 同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè) socket，根據(jù) socket 上的事件來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的事件處理器進(jìn)行處理。多個(gè) socket 可能會(huì)并發(fā)產(chǎn)生不同的操作，每個(gè)操作對(duì)應(yīng)不同的文件事件，但是 IO 多路復(fù)用程序 會(huì)監(jiān)聽(tīng)多個(gè) socket，會(huì)將 socket 產(chǎn)生的事件放入 隊(duì)列 中排隊(duì)，事件分派器 每次從隊(duì)列中取出一個(gè)事件，把該事件交給對(duì)應(yīng)的 事件處理器 進(jìn)行處理。

來(lái)看 redis 客戶端與服務(wù)端的一次通信過(guò)程：

1. 接收連接請(qǐng)求：

客戶端 socket01 向 redis 的 server socket 請(qǐng)求建立連接，此時(shí) server socket 會(huì)產(chǎn)生一個(gè) AE_READABLE 事件，

IO 多路復(fù)用程序監(jiān)聽(tīng)到 server socket 產(chǎn)生的事件后，將該事件壓入隊(duì)列中。

文件事件分派器從隊(duì)列中獲取該事件，交給連接應(yīng)答處理器。

連接應(yīng)答處理器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)能與客戶端通信的 socket01，并將該 socket01 的 AE_READABLE 事件與 命令請(qǐng)求處理器 關(guān)聯(lián)。

2. 讀取請(qǐng)求內(nèi)容：

假設(shè)此時(shí)客戶端發(fā)送了一個(gè) set key value 請(qǐng)求，此時(shí) redis 中的 socket01 會(huì)產(chǎn)生 AE_READABLE 事件

IO 多路復(fù)用程序?qū)⑹录喝腙?duì)列

事件分派器從隊(duì)列中獲取到該事件，由于前面 socket01 的 AE_READABLE 事件已經(jīng)與命令請(qǐng)求處理器關(guān)聯(lián)，因此事件分派器將事件交給命令請(qǐng)求處理器來(lái)處理。

命令請(qǐng)求處理器讀取 socket01 的 key value 并在自己內(nèi)存中完成 key value 的設(shè)置。操作完成后，它會(huì)將 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復(fù)處理器關(guān)聯(lián)。

3. 回復(fù)請(qǐng)求：

如果此時(shí)客戶端準(zhǔn)備好接收返回結(jié)果了，那么 redis 中的 socket01 會(huì)產(chǎn)生一個(gè) AE_WRITABLE 事件，同樣壓入隊(duì)列中，

事件分派器找到相關(guān)聯(lián)的命令回復(fù)處理器

由命令回復(fù)處理器對(duì) socket01 輸入本次操作的一個(gè)結(jié)果，比如 ok，之后解除 socket01 的 AE_WRITABLE 事件與命令回復(fù)處理器的關(guān)聯(lián)。

這樣便完成了一次通信。

redis 事件處理偽代碼

// 入口函數(shù)
void aeMain(EventLoop eventLoop) {
    while(true) {
    	// 文件事件處理器
    	aeProcessEvents(eventLoop);  	
    }
}
void aeProcessEvents() {
	// 調(diào)用 epoll_wait 函數(shù)，等待I/O事件 （IO 多路復(fù)用程序）
    int numevents = aeApiPoll(timeval);
    for(int i=0; i< numevents; i++) {
    	// 從隊(duì)列中取出對(duì)應(yīng)的事件
    	fileEvent = getFromEventQueue(i);
    	// 處理文件事件	(文件事件分派器)
    	processFileEvent(fileEvent);
    	// 處理時(shí)間事件。（忽略）
    	processTimeEvent();
    }
}
void processFileEvent() {
	if event == '讀事件' {
		// 讀處理器
		processReadFile();
	} 
	if event == '寫(xiě)事件' {
		// 寫(xiě)處理器
		processWriteFile();
	}
}

redis 源碼

篇幅原因這里就不貼 redis 的源代碼，可以用 vscode 等工具打開(kāi) redis 安裝目錄下的 src 目錄，通過(guò)全局搜索 aeMain 找到入口。

總結(jié)

起初當(dāng)看到別人說(shuō) redis 是單線程時(shí)，很容易想成 redis 服務(wù)端只開(kāi)啟了一個(gè)線程用于做所有事情，然而實(shí)際上我們所說(shuō)的 redis 單線程 只是針對(duì) redis 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求模塊，即文中提到的文件事件處理器。

另外，在第一次看到文中第一張圖時(shí)，就感覺(jué)像是一個(gè)線程（IO多路復(fù)用程序）負(fù)責(zé)往隊(duì)列寫(xiě)數(shù)據(jù)，另一個(gè)線程（文件事件分派器）負(fù)責(zé)從隊(duì)列里面讀數(shù)據(jù)，那么 redis 的單線程到底體現(xiàn)在哪里呢？

最后通過(guò)一頓操作，翻到了相關(guān)源碼，粗略一讀才明白所謂的事件分派器、隊(duì)列等等是這樣的。

到此這篇關(guān)于聊聊Redis的單線程模型的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis單線程內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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