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Redis源码怎么读?带你边看边学用法,实操讲解不枯燥

(引用来源:本文内容思路参考了多位Redis源码研究者的经验分享,包括但不限于《Redis设计与实现》一书的核心思想、网络博客“程序员小灰”的图解Redis系列文章,以及GitHub上一些高星的Redis源码注释项目。)

你是不是也觉得读源码这事儿听起来就头大?感觉是那些大神才能干的事儿,一堆C语言代码,看着就犯困,别急,今天咱们换个玩法,不搞那些高深的理论,就假装咱俩一起打开Redis的“黑盒子”,看看它到底是怎么工作的,顺便还能学几招平时怎么把它用得更好,我保证,咱们边看边玩,一点都不枯燥。

第一步:别一头扎进代码里,先问问Redis“你擅长啥?”

读源码最怕漫无目的,Redis这么大,从哪儿看起呢?答案是:从你最熟悉、最常用的功能看起,你天天用SETGET命令,那好,咱们今天就跟着一个SET命令,看看它从进门到干完活,都经历了啥。

实操开始:跟踪一个SET命令的奇幻漂流

  1. 客户端发令:SET mykey "Hello Redis" 你敲下这行命令,你的Redis客户端(比如redis-cli)会把它按照Redis的协议格式打包,这个协议很简单,比如会打包成 *3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$11\r\nHello Redis\r\n 这样的格式(别怕,这只是表示有3个参数,后面跟着每个参数的长度和具体值),这告诉我们第一个知识点:Redis客户端和服务器是通过一种简单的文本协议通信的,这能帮你理解为什么那么多编程语言都有Redis客户端库,因为它们核心就是封装这个协议。

  2. 服务器接单:aeEventLoop 事件循环在监听 打包好的数据通过网络传到Redis服务器,服务器是怎么接收的呢?这里就要看到Redis源码的ae.c文件了,这里面有一个超级核心的东西叫事件循环,你可以把它想象成公司前台的一个超级高效的接待员(比如叫aeEventLoop)。 这个接待员的主要工作就是坐在那里,盯着两个对讲机:一个负责接听新客户来电(监听新的网络连接),一个负责接待已经进门的客户(处理已连接客户发来的数据),当你的SET命令数据包到达时,接待员的对讲机响了,他立刻识别出这是一个已经建立连接的客户端发来的请求,于是就把这个任务(“有个客户发数据来了,需要处理一下”)记在自己的小本本(一个队列)上。

  3. 解析命令:processCommand 函数登场 接待员叫来一位命令解析员(源码里的processCommand函数,可能在server.c里),这位解析员的工作是:把客户端发来的那一串协议数据拆开,还原成“SET”、“mykey”、“Hello Redis”这几个部分。 解析员会去一个巨大的“命令字典”(源码里叫commandTable的一个数据结构,在server.c里初始化)里查找“SET”这个命令,一查,找到了!字典里记录了关于SET命令的所有信息:比如这个命令需要几个参数、具体的执行函数是哪个(这里指向了setCommand函数)、是不是写命令(是的,SET是写命令)等等,这个过程让你明白:Redis的所有命令都注册在这个表里,像一个菜单一样

  4. 执行核心逻辑:setCommand 函数干活儿 最关键的一步来了!命令解析员找到setCommand函数(在t_string.c文件里)后,就把“mykey”和“Hello Redis”交给它去执行。 这个函数会做很多事情,

    • 检查类型:先看看mykey原来存的值是不是也是字符串类型?如果不是,可能需要先删除旧的。
    • 处理过期时间:如果你设置了过期时间(比如SETEX),它会在这里处理。
    • 真正保存数据:调用setGenericCommand函数,最终会操作Redis的核心数据结构——字典(也叫哈希表,源码主要在dict.cdict.h),你可以把Redis的数据库想象成一个超级大的字典,mykey就是键(key),"Hello Redis"就是值(value),这个操作就是把这对键值对存进去或者更新掉。
    • 通知和持久化:如果开启了AOF(持久化),它还会把这条命令写入AOF文件,保证数据不丢失,可能还会通知一些监视(watch)这个key的客户端。
  5. 回复客户端 活干完了,setCommand函数会生成一个结果,通常是"OK",这个结果会沿着来的路返回去,最终由我们的事件循环接待员aeEventLoop通过网络发回给你的客户端,你就在redis-cli上看到了OK

看完之后,你学到了什么用法?

你看,我们跟着代码走了一遍,是不是没那么可怕?这个过程让你对Redis的使用有了更深刻的理解:

  • 理解了协议:你就明白为什么说Redis是简单的文本协议,性能很高。
  • 理解了单线程:那个“接待员”aeEventLoop是单线程工作的,它一次只处理一个小本本上的任务,这就是为什么Redis是单线程模型还能这么快的原因之一——它超级专注,没有线程切换的开销,这也意味着一个慢命令会阻塞所有其他命令,所以你平时要避免使用KEYS *这种慢操作。
  • 理解了持久化时机:你看到了AOF日志是在命令执行后立刻写的,这让你对数据安全性和性能取舍有了直观感受。
  • 理解了数据类型:你看到了字符串类型的SET命令在t_string.c里,那下次你想看List的LPUSH,你就会自然地去t_list.c里找,源码目录结构本身就是最好的文档。

下一步怎么玩?

你可以继续用这种“跟踪一个命令”的方法去探索其他功能:

  • 想了解过期键删除?那就去设一个有过期时间的key,然后跟踪代码,看看Redis是怎么在后台悄悄把它删掉的(涉及expire.c和惰性删除逻辑)。
  • 想了解主从复制?那就搭一个主从环境,然后在主库执行SET,跟踪replication.c里的代码,看数据是怎么同步到从库的。
  • 想了解持久化?那就重点看rdb.caof.c

读源码不要想着一次性全部看懂,就像探险一样,每次带着一个小目标(SET命令怎么存的?”),顺着代码流程走下去,遇到不懂的函数或数据结构先记下来,或者暂时跳过,只看主干,慢慢地,你脑子里的Redis地图就会越来越清晰,用起来自然就更得心应手了,这样读源码,是不是就一点都不枯燥了?

Redis源码怎么读?带你边看边学用法,实操讲解不枯燥