1.定义
Redis服务器负责与多个客户端建立网络连接，处理客户端发送的请求，在数据库中保存客户端执行命令所产生的数据，并通过资源管理来维持服务器自身的运转。
2.命令请求从发送到完成的步骤
（1）客户端将命令请求发送给服务器
（2）服务器读取命令请求，并分析命令参数
当连接套接字因客户端的写入变得可读时，服务器会调用命令请求器执行以下请求
读取套接字的命令请求，保存到客户端的输入缓冲区中
对输入缓冲区的命令请求进行分析
调用命令执行器，执行客户端指定的命令。
（3）命令执行器根据参数查找命令的实现函数，执行实现函数得到回复
- 查找命令实现：根据客户端的argv[0]参数，在命令表中查找参数所指定的命令并保存到客户端状态的cmd属性中。
- 执行预备操作：检查客户端的cmd指针是否指向null，若是null，返回给客户端一个错误；检查参数个数是否正确；检查客户端是否通过了身份验证等
- 调用命令的实现函数：调用setCommand(client)函数，产生回复，将回复保存到客户端的输出状态缓冲区中。
- 执行后续操作：是否添加新的慢查询日志；将命令写入AOF缓冲区；将命令传播给所有的从服务器；将redisCommand结构的calls计数器的值增加1。
（4）服务器将命令回复返回给客户端
当客户端的套接字变为可写时，服务器执行命令回复处理器，将保存在客户端输出缓冲区的命令回复发送给客户端。
3.源码及解析
服务器redis.h/redisServer的源码如下
struct redisServer {
/* General */
// 配置文件的绝对路径
char *configfile; /* Absolute config file path, or NULL */
// serverCron() 每秒调用的次数
int hz; /* serverCron() calls frequency in hertz */
// 数据库
redisDb *db;
// 命令表（受到 rename 配置选项的作用）
dict *commands; /* Command table */
// 命令表（无 rename 配置选项的作用）
dict *orig_commands; /* Command table before command renaming. */
// 事件状态
aeEventLoop *el;
// 最近一次使用时钟
unsigned lruclock:REDIS_LRU_BITS; /* Clock for LRU eviction */
// 关闭服务器的标识
int shutdown_asap; /* SHUTDOWN needed ASAP */
// 在执行 serverCron() 时进行渐进式 rehash
int activerehashing; /* Incremental rehash in serverCron() */
// 是否设置了密码
char *requirepass; /* Pass for AUTH command, or NULL */
// PID 文件
char *pidfile; /* PID file path */
// 架构类型
int arch_bits; /* 32 or 64 depending on sizeof(long) */
// serverCron() 函数的运行次数计数器
int cronloops; /* Number of times the cron function run */
// 本服务器的 RUN ID
char runid[REDIS_RUN_ID_SIZE+1]; /* ID always different at every exec. */
// 服务器是否运行在 SENTINEL 模式
int sentinel_mode; /* True if this instance is a Sentinel. */
/* Networking */
// TCP 监听端口
int port; /* TCP listening port */
int tcp_backlog; /* TCP listen() backlog */
// 地址
char *bindaddr[REDIS_BINDADDR_MAX]; /* Addresses we should bind to */
// 地址数量
int bindaddr_count; /* Number of addresses in server.bindaddr[] */
// UNIX 套接字
char *unixsocket; /* UNIX socket path */
mode_t unixsocketperm; /* UNIX socket permission */
// 描述符
int ipfd[REDIS_BINDADDR_MAX]; /* TCP socket file descriptors */
// 描述符数量
int ipfd_count; /* Used slots in ipfd[] */
// UNIX 套接字文件描述符
int sofd; /* Unix socket file descriptor */
int cfd[REDIS_BINDADDR_MAX];/* Cluster bus listening socket */
int cfd_count; /* Used slots in cfd[] */
// 一个链表，保存了所有客户端状态结构
list *clients; /* List of active clients */
// 链表，保存了所有待关闭的客户端
list *clients_to_close; /* Clients to close asynchronously */
// 链表，保存了所有从服务器，以及所有监视器
list *slaves, *monitors; /* List of slaves and MONITORs */
// 服务器的当前客户端，仅用于崩溃报告
redisClient *current_client; /* Current client, only used on crash report */
int clients_paused; /* True if clients are currently paused */
mstime_t clients_pause_end_time; /* Time when we undo clients_paused */
// 网络错误
char neterr[ANET_ERR_LEN]; /* Error buffer for anet.c */
// MIGRATE 缓存
dict *migrate_cached_sockets;/* MIGRATE cached sockets */
/* RDB / AOF loading information */
// 这个值为真时，表示服务器正在进行载入
int loading; /* We are loading data from disk if true */
// 正在载入的数据的大小
off_t loading_total_bytes;
// 已载入数据的大小
off_t loading_loaded_bytes;
// 开始进行载入的时间
time_t loading_start_time;
off_t loading_process_events_interval_bytes;
/* Fast pointers to often looked up command */
// 常用命令的快捷连接
struct redisCommand *delCommand, *multiCommand, *lpushCommand, *lpopCommand,
*rpopCommand;
/* Fields used only for stats */
// 服务器启动时间
time_t stat_starttime; /* Server start time */
// 已处理命令的数量
long long stat_numcommands; /* Number of processed commands */
// 服务器接到的连接请求数量
long long stat_numconnections; /* Number of connections received */
// 已过期的键数量
long long stat_expiredkeys; /* Number of expired keys */
// 因为回收内存而被释放的过期键的数量
long long stat_evictedkeys; /* Number of evicted keys (maxmemory) */
// 成功查找键的次数
long long stat_keyspace_hits; /* Number of successful lookups of keys */
// 查找键失败的次数
long long stat_keyspace_misses; /* Number of failed lookups of keys */
// 已使用内存峰值
size_t stat_peak_memory; /* Max used memory record */
// 最后一次执行 fork() 时消耗的时间
long long stat_fork_time; /* Time needed to perform latest fork() */
// 服务器因为客户端数量过多而拒绝客户端连接的次数
long long stat_rejected_conn; /* Clients rejected because of maxclients */
// 执行 full sync 的次数
long long stat_sync_full; /* Number of full resyncs with slaves. */
// PSYNC 成功执行的次数
long long stat_sync_partial_ok; /* Number of accepted PSYNC requests. */
// PSYNC 执行失败的次数
long long stat_sync_partial_err;/* Number of unaccepted PSYNC requests. */
/* slowlog */
// 保存了所有慢查询日志的链表
list *slowlog; /* SLOWLOG list of commands */
// 下一条慢查询日志的 ID
long long slowlog_entry_id; /* SLOWLOG current entry ID */
// 服务器配置 slowlog-log-slower-than 选项的值
long long slowlog_log_slower_than; /* SLOWLOG time limit (to get logged) */
// 服务器配置 slowlog-max-len 选项的值
unsigned long slowlog_max_len; /* SLOWLOG max number of items logged */
size_t resident_set_size; /* RSS sampled in serverCron(). */
/* The following two are used to track instantaneous "load" in terms
* of operations per second. */
// 最后一次进行抽样的时间
long long ops_sec_last_sample_time; /* Timestamp of last sample (in ms) */
// 最后一次抽样时，服务器已执行命令的数量
long long ops_sec_last_sample_ops; /* numcommands in last sample */
// 抽样结果
long long ops_sec_samples[REDIS_OPS_SEC_SAMPLES];
// 数组索引，用于保存抽样结果，并在需要时回绕到 0
int ops_sec_idx;
/* Configuration */
// 日志可见性
int verbosity; /* Loglevel in redis.conf */
// 客户端最大空转时间
int maxidletime; /* Client timeout in seconds */
// 是否开启 SO_KEEPALIVE 选项
int tcpkeepalive; /* Set SO_KEEPALIVE if non-zero. */
int active_expire_enabled; /* Can be disabled for testing purposes. */
size_t client_max_querybuf_len; /* Limit for client query buffer length */
int dbnum; /* Total number of configured DBs */
int daemonize; /* True if running as a daemon */
// 客户端输出缓冲区大小限制
// 数组的元素有 REDIS_CLIENT_LIMIT_NUM_CLASSES 个
// 每个代表一类客户端：普通、从服务器、pubsub，诸如此类
clientBufferLimitsConfig client_obuf_limits[REDIS_CLIENT_LIMIT_NUM_CLASSES];
/* AOF persistence */
// AOF 状态（开启/关闭/可写）
int aof_state; /* REDIS_AOF_(ON|OFF|WAIT_REWRITE) */
// 所使用的 fsync 策略（每个写入/每秒/从不）
int aof_fsync; /* Kind of fsync() policy */
char *aof_filename; /* Name of the AOF file */
int aof_no_fsync_on_rewrite; /* Don't fsync if a rewrite is in prog. */
int aof_rewrite_perc; /* Rewrite AOF if % growth is > M and... */
off_t aof_rewrite_min_size; /* the AOF file is at least N bytes. */
// 最后一次执行 BGREWRITEAOF 时， AOF 文件的大小
off_t aof_rewrite_base_size; /* AOF size on latest startup or rewrite. */
// AOF 文件的当前字节大小
off_t aof_current_size; /* AOF current size. */
int aof_rewrite_scheduled; /* Rewrite once BGSAVE terminates. */
// 负责进行 AOF 重写的子进程 ID
pid_t aof_child_pid; /* PID if rewriting process */
// AOF 重写缓存链表，链接着多个缓存块
list *aof_rewrite_buf_blocks; /* Hold changes during an AOF rewrite. */
// AOF 缓冲区
sds aof_buf; /* AOF buffer, written before entering the event loop */
// AOF 文件的描述符
int aof_fd; /* File descriptor of currently selected AOF file */
// AOF 的当前目标数据库
int aof_selected_db; /* Currently selected DB in AOF */
// 推迟 write 操作的时间
time_t aof_flush_postponed_start; /* UNIX time of postponed AOF flush */
// 最后一直执行 fsync 的时间
time_t aof_last_fsync; /* UNIX time of last fsync() */
time_t aof_rewrite_time_last; /* Time used by last AOF rewrite run. */
// AOF 重写的开始时间
time_t aof_rewrite_time_start; /* Current AOF rewrite start time. */
// 最后一次执行 BGREWRITEAOF 的结果
int aof_lastbgrewrite_status; /* REDIS_OK or REDIS_ERR */
// 记录 AOF 的 write 操作被推迟了多少次
unsigned long aof_delayed_fsync; /* delayed AOF fsync() counter */
// 指示是否需要每写入一定量的数据，就主动执行一次 fsync()
int aof_rewrite_incremental_fsync;/* fsync incrementally while rewriting? */
int aof_last_write_status; /* REDIS_OK or REDIS_ERR */
int aof_last_write_errno; /* Valid if aof_last_write_status is ERR */
/* RDB persistence */
// 自从上次 SAVE 执行以来，数据库被修改的次数
long long dirty; /* Changes to DB from the last save */
// BGSAVE 执行前的数据库被修改次数
long long dirty_before_bgsave; /* Used to restore dirty on failed BGSAVE */
// 负责执行 BGSAVE 的子进程的 ID
// 没在执行 BGSAVE 时，设为 -1
pid_t rdb_child_pid; /* PID of RDB saving child */
struct saveparam *saveparams; /* Save points array for RDB */
int saveparamslen; /* Number of saving points */
char *rdb_filename; /* Name of RDB file */
int rdb_compression; /* Use compression in RDB? */
int rdb_checksum; /* Use RDB checksum? */
// 最后一次完成 SAVE 的时间
time_t lastsave; /* Unix time of last successful save */
// 最后一次尝试执行 BGSAVE 的时间
time_t lastbgsave_try; /* Unix time of last attempted bgsave */
// 最近一次 BGSAVE 执行耗费的时间
time_t rdb_save_time_last; /* Time used by last RDB save run. */
// 数据库最近一次开始执行 BGSAVE 的时间
time_t rdb_save_time_start; /* Current RDB save start time. */
// 最后一次执行 SAVE 的状态
int lastbgsave_status; /* REDIS_OK or REDIS_ERR */
int stop_writes_on_bgsave_err; /* Don't allow writes if can't BGSAVE */
/* Propagation of commands in AOF / replication */
redisOpArray also_propagate; /* Additional command to propagate. */
/* Logging */
char *logfile; /* Path of log file */
int syslog_enabled; /* Is syslog enabled? */
char *syslog_ident; /* Syslog ident */
int syslog_facility; /* Syslog facility */
/* Replication (master) */
int slaveseldb; /* Last SELECTed DB in replication output */
// 全局复制偏移量（一个累计值）
long long master_repl_offset; /* Global replication offset */
// 主服务器发送 PING 的频率
int repl_ping_slave_period; /* Master pings the slave every N seconds */
// backlog 本身
char *repl_backlog; /* Replication backlog for partial syncs */
// backlog 的长度
long long repl_backlog_size; /* Backlog circular buffer size */
// backlog 中数据的长度
long long repl_backlog_histlen; /* Backlog actual data length */
// backlog 的当前索引
long long repl_backlog_idx; /* Backlog circular buffer current offset */
// backlog 中可以被还原的第一个字节的偏移量
long long repl_backlog_off; /* Replication offset of first byte in the
backlog buffer. */
// backlog 的过期时间
time_t repl_backlog_time_limit; /* Time without slaves after the backlog
gets released. */
// 距离上一次有从服务器的时间
time_t repl_no_slaves_since; /* We have no slaves since that time.
Only valid if server.slaves len is 0. */
// 是否开启最小数量从服务器写入功能
int repl_min_slaves_to_write; /* Min number of slaves to write. */
// 定义最小数量从服务器的最大延迟值
int repl_min_slaves_max_lag; /* Max lag of <count> slaves to write. */
// 延迟良好的从服务器的数量
int repl_good_slaves_count; /* Number of slaves with lag <= max_lag. */
/* Replication (slave) */
// 主服务器的验证密码
char *masterauth; /* AUTH with this password with master */
// 主服务器的地址
char *masterhost; /* Hostname of master */
// 主服务器的端口
int masterport; /* Port of master */
// 超时时间
int repl_timeout; /* Timeout after N seconds of master idle */
// 主服务器所对应的客户端
redisClient *master; /* Client that is master for this slave */
// 被缓存的主服务器，PSYNC 时使用
redisClient *cached_master; /* Cached master to be reused for PSYNC. */
int repl_syncio_timeout; /* Timeout for synchronous I/O calls */
// 复制的状态（服务器是从服务器时使用）
int repl_state; /* Replication status if the instance is a slave */
// RDB 文件的大小
off_t repl_transfer_size; /* Size of RDB to read from master during sync. */
// 已读 RDB 文件内容的字节数
off_t repl_transfer_read; /* Amount of RDB read from master during sync. */
// 最近一次执行 fsync 时的偏移量
// 用于 sync_file_range 函数
off_t repl_transfer_last_fsync_off; /* Offset when we fsync-ed last time. */
// 主服务器的套接字
int repl_transfer_s; /* Slave -> Master SYNC socket */
// 保存 RDB 文件的临时文件的描述符
int repl_transfer_fd; /* Slave -> Master SYNC temp file descriptor */
// 保存 RDB 文件的临时文件名字
char *repl_transfer_tmpfile; /* Slave-> master SYNC temp file name */
// 最近一次读入 RDB 内容的时间
time_t repl_transfer_lastio; /* Unix time of the latest read, for timeout */
int repl_serve_stale_data; /* Serve stale data when link is down? */
// 是否只读从服务器？
int repl_slave_ro; /* Slave is read only? */
// 连接断开的时长
time_t repl_down_since; /* Unix time at which link with master went down */
// 是否要在 SYNC 之后关闭 NODELAY ？
int repl_disable_tcp_nodelay; /* Disable TCP_NODELAY after SYNC? */
// 从服务器优先级
int slave_priority; /* Reported in INFO and used by Sentinel. */
// 本服务器（从服务器）当前主服务器的 RUN ID
char repl_master_runid[REDIS_RUN_ID_SIZE+1]; /* Master run id for PSYNC. */
// 初始化偏移量
long long repl_master_initial_offset; /* Master PSYNC offset. */
/* Replication script cache. */
// 复制脚本缓存
// 字典
dict *repl_scriptcache_dict; /* SHA1 all slaves are aware of. */
// FIFO 队列
list *repl_scriptcache_fifo; /* First in, first out LRU eviction. */
// 缓存的大小
int repl_scriptcache_size; /* Max number of elements. */
/* Synchronous replication. */
list *clients_waiting_acks; /* Clients waiting in WAIT command. */
int get_ack_from_slaves; /* If true we send REPLCONF GETACK. */
/* Limits */
int maxclients; /* Max number of simultaneous clients */
unsigned long long maxmemory; /* Max number of memory bytes to use */
int maxmemory_policy; /* Policy for key eviction */
int maxmemory_samples; /* Pricision of random sampling */
/* Blocked clients */
unsigned int bpop_blocked_clients; /* Number of clients blocked by lists */
list *unblocked_clients; /* list of clients to unblock before next loop */
list *ready_keys; /* List of readyList structures for BLPOP & co */
/* Sort parameters - qsort_r() is only available under BSD so we
* have to take this state global, in order to pass it to sortCompare() */
int sort_desc;
int sort_alpha;
int sort_bypattern;
int sort_store;
/* Zip structure config, see redis.conf for more information */
size_t hash_max_ziplist_entries;
size_t hash_max_ziplist_value;
size_t list_max_ziplist_entries;
size_t list_max_ziplist_value;
size_t set_max_intset_entries;
size_t zset_max_ziplist_entries;
size_t zset_max_ziplist_value;
size_t hll_sparse_max_bytes;
time_t unixtime; /* Unix time sampled every cron cycle. */
long long mstime; /* Like 'unixtime' but with milliseconds resolution. */
/* Pubsub */
// 字典，键为频道，值为链表
// 链表中保存了所有订阅某个频道的客户端
// 新客户端总是被添加到链表的表尾
dict *pubsub_channels; /* Map channels to list of subscribed clients */
// 这个链表记录了客户端订阅的所有模式的名字
list *pubsub_patterns; /* A list of pubsub_patterns */
int notify_keyspace_events; /* Events to propagate via Pub/Sub. This is an
xor of REDIS_NOTIFY... flags. */
/* Cluster */
int cluster_enabled; /* Is cluster enabled? */
mstime_t cluster_node_timeout; /* Cluster node timeout. */
char *cluster_configfile; /* Cluster auto-generated config file name. */
struct clusterState *cluster; /* State of the cluster */
int cluster_migration_barrier; /* Cluster replicas migration barrier. */
/* Scripting */
// Lua 环境
lua_State *lua; /* The Lua interpreter. We use just one for all clients */
// 复制执行 Lua 脚本中的 Redis 命令的伪客户端
redisClient *lua_client; /* The "fake client" to query Redis from Lua */
// 当前正在执行 EVAL 命令的客户端，如果没有就是 NULL
redisClient *lua_caller; /* The client running EVAL right now, or NULL */
// 一个字典，值为 Lua 脚本，键为脚本的 SHA1 校验和
dict *lua_scripts; /* A dictionary of SHA1 -> Lua scripts */
// Lua 脚本的执行时限
mstime_t lua_time_limit; /* Script timeout in milliseconds */
// 脚本开始执行的时间
mstime_t lua_time_start; /* Start time of script, milliseconds time */
// 脚本是否执行过写命令
int lua_write_dirty; /* True if a write command was called during the
execution of the current script. */
// 脚本是否执行过带有随机性质的命令
int lua_random_dirty; /* True if a random command was called during the
execution of the current script. */
// 脚本是否超时
int lua_timedout; /* True if we reached the time limit for script
execution. */
// 是否要杀死脚本
int lua_kill; /* Kill the script if true. */
/* Assert & bug reporting */
char *assert_failed;
char *assert_file;
int assert_line;
int bug_report_start; /* True if bug report header was already logged. */
int watchdog_period; /* Software watchdog period in ms. 0 = off */
};4.serverCron函数
Redis服务器中的serverCron函数默认每隔100毫秒执行一次，
-
函数的功能如下：
- 更新服务器时间缓存
- 更新LRU时钟
- 更新服务器每秒执行命令次数
- 更新服务器内存峰值记录
- 处理sigterm信号
- 处理客户端资源
- 管理数据库资源
- 执行被延迟的bgrewriteaof
- 检查持久化操作的运行状态
- 将AOF缓冲区中的内容写入AOF文件
- 关闭异步客户端
- 增加cronloops计数器的值
本人才疏学浅，若有错，请指出，谢谢！
如果你有更好的建议，可以留言我们一起讨论，共同进步！
衷心的感谢您能耐心的读完本篇博文！
参考书籍：《Redis设计与实现（第二版）》—黄健宏