Redis设计与实现-附加功能

时间：2024-07-30 10:33:02
发布与订阅
  1. redis订阅分为精准的频道订阅与模糊匹配的模式订阅；
  2. redis将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态pubsub_channels字典里，键是频道名，值是一个记录所有订阅此频道的客户端链表，退订则是从此链表中删除客户端，如果删除后链表为空，则在字典中删除此键；
  3. 所有模式订阅关系都保存在pubsub_patterns链表中，表中的每个节点包含一个pubsub pattern结构，这个结构的client属性记录订阅的客户端，pattern属性记录被订阅的模式；
  4. 当客户端执行publish命令将消息发送给频道channel的时候，服务器需要执行以下动作：
  • 将该消息发送给对应该频道的所有订阅者；
  • 如果有一个或多个模式与频道匹配，则将消息也发送给这个pattern模式的订阅者
  • redis 2.8新增pubsub命令，pubsub channel 查看当前被订阅的频道数量；pubsub numsub 查看具体频道对应的订阅客户端数；pubsub numpat 查看被订阅模式的数量；
    • 事务
    1. multi set exec 一次性按先进先出顺序执行一批命令；
    2. watch命令由于在exec执行前监视任意数量键的值变化情况，watched_keys字典中的键为被监视的键，而值为所有监视该键的客户端；
    3. 所有对数据库进行修改的命令如set、lpush、sadd、zrem、del、flushdb等在执行之后都会对watched_key字典中的键进行检查，如有有对应的键被修改，则会将监视该键的客户端的redis_dirty_cas标识打开，这样当服务器开始执行客户端发来的exec时会检查此标识，如果此标识被打开则拒绝执行事务；
    4. redis事务的acid特性：
    • 原子性：命令按FIFO顺序执行，包括保障原子性，但是如果中途某个命令出现错误，整个事务会不予理会，继续执行直到所有命令完成，不支持事务回滚；
    • 一致性：任务状态redis执行事务时都不会包含非法或无效的错误数据；
    • 隔离性：redis使用单线程方式来执行事务，保障隔离性；
    • 持久性：有redis的持久化模式决定
    因此redis的事物总是具有acid中的原子性、一致性和隔离性，当服务器运行在aof持久化模式下并且appendfsync选项的值为always时，事务也具有持久性。
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    lua环境
    1. redis在服务器内对lua环境进行了一些修改，如创建环境、载入函数库、创建全局表格、改造随机函数、排序辅助函数、错误报告函数、保护全局环境参数等；
    2. lua环境通过伪客户端与命令执行器就行通信；
    3. lua_scripts里存储了lua脚本的sha1校验和以及lua脚本体，使得被执行一次的eval的lua脚本可以通过evalsha直接调用sha1校验和就能再次执行；
    4. script flush 情况服务器lua_scripts字典中保存的脚本、script exists检查sha1校验和赌赢的脚本是否存在；script load为脚本创建函数并保存到lua_scripts中；
    5. 服务器在执行lua脚本前会设置一个超时钩子，当超时出现时可以电泳script kill让钩子来停止正在运行的脚本；
    6. eval、script flush、script load可以像普通redis命令一样传播到从服务器，而evalsha有可能会先转换成等效的eval命令后在传播到从服务器。
    排序
    1. sort命令通过将被排序的键包含的元素载入到数据里，利用快速排序算法实现排序；
    2. sort 集合键 alpha(按字符串方式，默认为数字)asc/desc(升序/降序) by（其他键作为权重） limit（只保留排序结果集中指定的元素）get(根据模式过滤出匹配的键) store 键（将排序结果保存到指定的键里）；
    3. 出get外，其他选项的摆放位置不影响sort命令的排序结果；
    二进制位数组
    1. redis使用sds并逆序来保存位数；
    2. setbit key 偏移位置  0/1  设置指定偏移位置上的0或1；
    3. getbit key 偏移位置 得到指定偏移位置的0或1；
    4. bitcout使用查表算法以及swar算法来优化获取位数组中的非0二进制位的数量；
    5. bitop and/or/xor/not 使用C语言内置的位操作来实现
    慢查询日志
    1. redis慢查询日志功能用于记录执行时间超过给定时长的命令请求，包括slowlog-log-slower-than微秒制定超过改值会被记录到日志上，slowlog-max-len指定服务器最多保存多少条慢查询日志；
    2. 慢查询日志被保存在slowlog链表中，表中的每个节点包含一个slowlogEntry结构代表一条慢查询日志；
    监视器
      1. 客户端执行monitor命令给服务器将自己变成一个监视器，服务器将这个客户端的redis_monitor标识打开并把客户端添加到monitors链表的表尾；
      2. 服务器在每次处理命令请求之前，都会调用replicationFeedMonitors函数将被处理的命令请求相关信息发送给monitors链表中的所有监视器；

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