Redis是一款开源的基于内存的键值存储系统,它支持多种数据结构,并包含了许多有用的功能,比如持久化、高可用性等。其中最重要的一个特征就是Redis的高性能,这得益于它的事件驱动机制。那么,Redis是如何实现这种事件机制的呢?
Redis的事件处理机制是基于libevent的事件库实现的。libevent是一款非常高效的事件驱动库,它最初是为了支持xmppd(jabber即时通讯服务器软件)而开发的,被证明可以支持高并发、高性能的网络应用。
Redis的事件处理机制主要包括事件循环、事件驱动和事件处理三部分。
事件循环
事件循环是Redis事件处理机制中的核心,它通过简单的 while 循环,处理文件事件(file event)和时间事件(time event),以及其他任务事件。Redis通过调用libevent提供的事件循环API,启动事件循环,进入轮询状态,等待事件的发生。
Redis事件循环的代码如下:
void aeMn(aeEventLoop *eventLoop) { eventLoop->stop = 0; while (!eventLoop->stop) { aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS|AE_CALL_BEFORE_SLEEP|AE_CALL_AFTER_SLEEP); }}
其中,aeProcessEvents是Redis事件循环的核心部分,它调用libevent提供的事件循环API,检查并处理所有的注册事件,如下:
int aeProcessEvents(aeEventLoop *eventLoop, int flags){ int processed = 0, numevents; numevents = aeApiPoll(eventLoop, flags); for (int j = 0; j aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[eventLoop->fired[j].fd]; int mask = eventLoop->fired[j].mask; int fd = eventLoop->fired[j].fd; int rfired = 0; if (fe->mask & mask & AE_READABLE) { rfired = 1; fe->rfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask); } if (fe->mask & mask & AE_WRITABLE) { if (!rfired || fe->wfileProc != fe->rfileProc) fe->wfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask); } processed++; } return processed;}
事件驱动
Redis的事件驱动部分是通过注册事件来实现的。Redis中有两类事件:文件事件和时间事件。
文件事件:在Redis中,文件事件主要是指客户端套接字的可读可写状态变化。Redis在启动时,通过网络套接字创建了一个 TCP 服务端口,并在事件循环中监听这个端口。当客户端连接到这个端口,Redis会为其创建一个文件事件,并将它注册到事件循环中,等待处理。每个文件事件对应一个事件处理器,当文件事件发生时,事件处理器就会被唤醒,并处理相应的事件。
注册文件事件的代码如下:
int aeCreateFileEvent(aeEventLoop *eventLoop, int fd, int mask, aeFileProc *proc, void *clientData){ if (fd >= eventLoop->setsize) { errno = ERANGE; return AE_ERR; } aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[fd]; if (aeApiAddEvent(eventLoop, fd, mask) == -1) { return AE_ERR; } fe->mask |= mask; if (mask & AE_READABLE) fe->rfileProc = proc; if (mask & AE_WRITABLE) fe->wfileProc = proc; fe->clientData = clientData; if (fd > eventLoop->maxfd) eventLoop->maxfd = fd; return AE_OK;}
时间事件:在Redis中,时间事件主要是指定时器事件,Redis可以动态地创建和删除定时器,并在事件循环中等待他们到期。每个时间事件对应一个事件处理器,当时间事件到期时,就会唤醒相应的事件处理器。
注册时间事件的代码如下:
long long aeCreateTimeEvent(aeEventLoop *eventLoop, long long milliseconds, aeTimeProc *proc, void *clientData, aeEventFinalizerProc *finalizerProc){ long long id = eventLoop->timeEventNextId++; aeTimeEvent *te; te = zmalloc(sizeof(*te)); if (te == NULL) return AE_ERR; te->id = id; te->when = mstime() + milliseconds; te->timeProc = proc; te->finalizerProc = finalizerProc; te->clientData = clientData; te->prev = NULL; te->next = eventLoop->timeEventHead; if (te->next) te->next->prev = te; eventLoop->timeEventHead = te; return id;}
事件处理
Redis的事件处理就是实现注册的事件处理器,它会在相应的事件发生时被对应的事件处理器唤醒,进行事件处理。
文件事件处理器代码如下:
void acceptTcpHandler(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) { int cfd, max = MAX_ACCEPTS_PER_CALL; while(max--) { cfd = accept(fd, NULL, NULL); if (cfd == -1) { if (errno == EWOULDBLOCK) return; printf("accept: %s\n", strerror(errno)); return; } printf("Accepted %d\n", cfd); }}
时间事件处理器代码如下:
void redisLog(int level, const char *fmt, ...) { va_list ap; char msg[REDIS_MAX_LOGMSG_LEN]; if ((level&0xff) va_start(ap, fmt); vsnprintf(msg, sizeof(msg), fmt, ap); va_end(ap); awrite(STDERR_FILENO,msg,strlen(msg));}
总结
在这篇文章中,我们探究了Redis源码中的事件处理机制,通过分析事件循环、注册文件事件、注册时间事件以及事件处理器的代码示例,深入理解了Redis的事件驱动机制。如果你对Redis源码的实现机制感兴趣,可以自行深入研究。
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