1.分析SpringBoot 的码参Redis源码
2.redis源码解读(一):事件驱动的io模型,为什么,码参是码参什么,怎么做
3.读懂Redis:从源码分析其跳表实现
4.redis是码参如何加载配置文件的!!码参源码阅读,码参nagios源码下载详细介绍
5.Redisson可重入锁加锁源码分析
6.Redis 码参实现分布式锁 +Redisson 源码解析
分析SpringBoot 的Redis源码
在Spring Boot 2.X版本中,官方简化了项目配置,码参如无需编写繁琐的码参web.xml和相关XML文件,只需在pom.xml中引入如spring-boot-starter-data-redis的码参starter包即可完成大部分工作,这极大地提高了开发效率。码参
深入理解其原理,码参我们研究了spring-boot-autoconfigure和spring-boot-starter-data-redis的码参源码。首先,码参配置项在application.properties中的码参设置会被自动映射到名为RedisProperties的类中,此类由RedisAutoConfiguration类负责扫描和配置。该类会检测是否存在RedisOperations接口的实现,例如官方支持的Jedis或Lettuce,以此来决定使用哪个客户端。
在RedisAutoConfiguration中,通过@Bean注解,它引入了LettuceConnectionConfiguration和JedisConnectionConfiguration,这两个配置类会创建RedisConnectionFactory实例。在注入RedisTemplate时,实际使用的会是第一个被扫描到的RedisConnectionFactory,这里通常是LettuceConnectionFactory,因为它们在@Import注解的导入顺序中位于前面。
自定义starter时,可以模仿官方starter的结构,首先引入spring-boot-autoconfigure,然后创建自己的配置类(如MyRedisProperties)和操作模板类(如JedisTemplete)。在MyRedisAutoConfiguration中,你需要编写相关配置并确保在spring.factories文件中注册,以便Spring Boot在启动时扫描到你的自定义配置。
以自定义my-redis-starter为例,项目结构包括引入的依赖,配置类的属性绑定,以及创建连接池和操作方法的实现。测试时,只需在Spring Boot项目中引入自定义starter,配置好相关参数,即可验证自定义starter的正确工作。
redis源码解读(一):事件驱动的io模型,为什么,是非洲离印度源码什么,怎么做
Redis作为一个高性能的内存数据库,因其出色的读写性能和丰富的数据结构支持,已成为互联网应用不可或缺的中间件之一。阅读其源码,可以了解其内部针对高性能和分布式做的种种设计,包括但不限于reactor模型(单线程处理大量网络连接),定时任务的实现(面试常问),分布式CAP BASE理论的实际应用,高效的数据结构的实现,其次还能够通过大神的代码学习C语言的编码风格和技巧,让自己的代码更加优雅。
下面进入正题:为什么需要事件驱动的io模型
我们可以简单地将一个服务端程序拆成三部分,接受请求->处理请求->返回结果,其中接收请求和处理请求便是我们常说的网络io。那么网络io如何实现呢,首先我们介绍最基础的io模型,同步阻塞式io,也是很多同学在学校所学的“网络编程”。
使用同步阻塞式io的单线程服务端程序处理请求大致有以下几个步骤
其中3,4步都有可能使线程阻塞(6也会可能阻塞,这里先不讨论)
在第3步,如果没有客户端请求和服务端建立连接,那么服务端线程将会阻塞。如果redis采用这种io模型,那主线程就无法执行一些定时任务,比如过期key的清理,持久化操作,集群操作等。
在第4步,如果客户端已经建立连接但是没有发送数据,服务端线程会阻塞。若说第3步所提到的定时任务还可以通过多开两个线程来实现,那么第4步的阻塞就是硬伤了,如果一个客户端建立了连接但是一直不发送数据,服务端便会崩溃,无法处理其他任何请求。所以同步阻塞式io肯定是不能满足互联网领域高并发的需求的。
下面给出一个阻塞式io的服务端程序示例:
刚才提到,阻塞式io的主要问题是,调用recv接收客户端请求时会导致线程阻塞,无法处理其他客户端请求。那么我们不难想到,既然调用recv会使线程阻塞,那么我们多开几个几个线程不就好了,让那些没有阻塞的种草电商源码线程去处理其他客户端的请求。
我们将阻塞式io处理请求的步骤改造下:
改造后,我们用一个线程去做accept,也就是获取已经建立的连接,我们称这个线程为主线程。然后获取到的每个连接开一个新的线程去处理,这样就能够将阻塞的部分放到新的线程,达到不阻塞主线程的目的,主线程仍然可以继续接收其他客户端的连接并开新的线程去处理。这个方案对高并发服务器来说是一个可行的方案,此外我们还可以使用线程池等手段来继续优化,减少线程建立和销毁的开销。
将阻塞式io改为多线程io:
我们刚才提到多线程可以解决并发问题,然而redis6.0之前使用的是单线程来处理,之所以用单线程,官方给的答复是redis的瓶颈不在cpu,既然不在cpu那么用单线程可以降低系统的复杂度,避免线程同步等问题。如何在一个线程中非阻塞地处理多个socket,进而实现多个客户端的并发处理呢,那就要借助io多路复用了。
io多路复用是操作系统提供的另一种io机制,这种机制可以实现在一个线程中监控多个socket,返回可读或可写的socket,当一个socket可读或可写时再去操作它,这样就避免了对某个socket的阻塞等待。
将多线程io改为io多路复用:
什么是事件驱动的io模型(Reactor)
这里只讨论redis用到的单线程Reactor模型
事件驱动的io模型并不是一个具体的调用,而是高并发服务器的一种抽象的编程模式。
在Reactor模型中,有三种事件:
与这三种事件对应的,有三种handler,负责处理对应的事件。我们在一个主循环中不断判断是否有事件到来(一般通过io多路复用获取事件),有事件到来就调用对应的handler去处理时间。
听着玄乎,实际上也就这一张图:
事件驱动的io模型在redis中的实现
以下提及的源码版本为 5.0.8
文字的苍白的,建议参照本文最后的方法下载代码,自己调试下
整体框架
redis-server的main方法在 src/server.c 最后,在main方法中,首先进行一系列的初始化操作,最后进入进入Reactor模型的主循环中:
主循环在aeMain函数中,aeMain函数传入的参数 server.el ,是一个 aeEventLoop 类型的全局变量,保存了主循环的一些状态信息,包括需要处理的云空间移除源码读写事件、时间事件列表,epoll相关信息,回调函数等。
aeMain函数中,我们可以看到当 eventLoop->stop 标志位为0时,while循环中的内容会被重复执行,每次循环首先会调用beforesleep回调函数,然后处理时间。beforesleep函数在main函数中被注册,会进行集群状态更新、AOF落盘等任务。
之所以叫beforesleep,是因为aeProcessEvents函数中包含了获取事件和处理事件的逻辑,其中获取读写事件时通过epoll_wait实现,会将线程阻塞。
在aeProcessEvents函数中,处理读写事件和时间事件,参数flags定义了需要处理的事件类型,我们可以暂时忽略这个参数,认为读写时间都需要处理。
aeProcessEvents函数的逻辑可以分为三个部分,首先获取距离最近的时间事件,这一步的目的是为了确定epoll_wait的超时时间,并不是实际处理时间事件。
第二个部分为获取读写事件并处理,首先调用epoll_wait,获取需要处理的读写事件,超时时间为第一步确定的时间,也就是说,如果在超时时间内有读写事件到来,那么处理读写时间,如果没有读写时间就阻塞到下一个时间事件到来,去处理时间事件。
第三个部分为处理时间事件。
事件注册与获取
上面我们讲了整体框架,了解了主循环的大致流程。接下来我们来看其中的细节,首先是读写事件的注册与获取。
redis将读、写、连接事件用结构aeFileEvent表示,因为这些事件都是通过epoll_wait获取的。
事件的具体类型通过mask标志位来区分。aeFileEvent还保存了事件处理的团队主页介绍源码回调函数指针(rfileProc、wfileProc)和需要读写的数据指针(clientData)。
既然读写事件是通过epoll io多路复用实现,那么就避不开epoll的三部曲 epoll_create epoll_ctrl epoll_wait,接下来我们看下redis对epoll接口的封装。
我们之前提到aeMain函数的参数是一个 aeEventLoop 类型的全局变量,aeEventLoop中保存了epoll文件描述符和epoll事件。在aeApiCreate函数(src/ae_epoll.c)中,会调用epoll_create来创建初始化epoll文件描述符和epoll事件,调用关系为 main -> initServer -> aeCreateEventLoop -> aeApiCreate
调用epoll_create创建epoll后,就可以添加需要监控的文件描述符了,需要监控的情形有三个,一是监控新的客户端连接连接请求,二是监控客户端发送指令,也就是读事件,三是监控客户端写事件,也就是处理完了请求写回结果。
这三种情形在redis中被抽象为文件事件,文件事件通过函数aeCreateFileEvent(src/ae.c)添加,添加一个文件事件主要包含三个步骤,通过epoll_ctl添加监控的文件描述符,指定回调函数和指定读写缓冲区。
最后是通过epoll_wait来获取事件,上文我们提到,在每次主循环中,首先根据最近到达的时间事件来计算epoll_wait的超时时间,然后调用epoll_wait获取事件,再处理事件,其中获取事件在函数aeApiPoll(src/ae_epoll.c)中。
获取到事件后,主循环中会逐个调用事件的回调函数来处理事件。
读写事件的实现
写累了,有空补上……
如何使用vscode调试redis源码
编译出二进制程序
这一步有可能报错:
jemalloc是内存分配的一种更高效的实现,用于代替libc的默认实现。这里报错找不到jemalloc,我们只需要将其替换成libc默认实现就好:
如果报错:
我们可以在src目录找到一个脚本名为mkreleasehdr.sh,其中包含创建release.h的逻辑,将报错信息网上翻可以发现有一行:
看来是这个脚本没有执行权限,导致release.h没有成功创建,我们需要给这个脚本添加执行权限然后重新编译:
2. 创建调试配置(vscode)
创建文件 .vscode/launch.json,并填入以下内容:
然后就可以进入调试页面打断点调试了,main函数在 src/server.c
读懂Redis:从源码分析其跳表实现
要深入理解Redis中跳表的奥秘,首先,我们从理想化的跳表概念开始。跳表作为一种多层级有序链表,旨在提供高效的有序集合操作,如zrange和zrevrange。它的设计旨在通过空间换时间,以O(log_2 n)的时间复杂度进行查找,但删除和增加操作可能导致结构变动,这在理想情况下需要复杂的重构。
Redis在实践中对跳表进行了优化,以牺牲一定程度的复杂性来节省内存。它限制了跳表的最高层级为,并根据节点数量和字符串长度选择是否使用跳表。Redis的跳表设计重点在于第一个层级的元素,这使得范围查询极其高效,而这是其他数据结构难以比拟的特性。
当添加新元素到zset对象时,会根据特定条件(zset_max_ziplist_entries和zset_max_ziplist_value)决定是否转换为跳表。通过配置Redis的配置文件,用户可以调整这些参数以适应不同的需求。
总的来说,Redis的跳表实现是内存与性能之间的一种平衡,它在有序集合操作中发挥着关键作用,同时为高效查询提供了基础。对于希望系统学习C/C++、Linux系统和深入理解高性能存储的读者,可以关注我们的公众号《Lion 莱恩呀》获取更多技术内容,包括白金学习卡,覆盖基础架构、golang云原生等领域。
redis是如何加载配置文件的!!源码阅读,详细介绍
Redis的启动流程中,配置文件起着关键作用。通过命令行中的redis-server,我们可以配置服务器的监听地址、端口、访问密码等。配置文件是一个文本文件,包含选项和参数,如bind(服务器IP)、prot(端口号)和requirepass(密码)等。
启动redis-server前,需要确保安装并配置好配置文件。配置文件的加载由loadServerConfig()函数负责,这个函数位于src/config.c,主要任务是读取配置文件内容,检查语法,将选项和参数解析并保存在内存中。启动时,通过读取命令行参数指定配置文件路径,如通过-p设置端口,-a设置密码。
在配置文件中,包括指令用于引用其他配置文件,如`include`。如果遇到include,Redis会调用glob()函数扩展匹配规则,将相关配置文件合并到主配置中。`loadServerConfig`函数会处理各种选项,如从标准输入读取配置(config_from_stdin)和直接从命令行参数传递的选项(options)。
解析配置文件时,loadServerConfigFromString函数将字符串形式的配置逐行处理,如跳过注释行,分割参数,然后根据配置项类型和数量执行相应的设置操作。如果遇到如`rename-command`、`user`声明或`loadmodule`等特殊指令,会有对应的处理逻辑。
总的来说,Redis的配置文件加载过程严谨且灵活,它确保了服务器能在接收到正确配置后启动,提供了丰富的配置选项来满足不同场景的需求。若想深入了解,后续会有更多关于配置文件细节的探讨。
Redisson可重入锁加锁源码分析
在分布式环境中,控制并发的关键往往需要分布式锁。Redisson,作为Redis的高效客户端,其源码清晰易懂,这里主要探讨Redisson可重入锁的加锁原理,以版本3..5为例,但重点是理解其核心逻辑,而非特定版本。
加锁始于用户通过`redissonClient`获取RLock实例,并通过`lock`方法调用。这个过程最后会进入`RLock`类的`lock`方法,核心步骤是`tryAcquire`方法。
`tryAcquire`方法中,首先获取线程ID,用于标识是哪个线程在请求锁。接着,尝试加锁的真正核心在`tryAcquireAsync`,它嵌套了`get`方法,这个get方法会阻塞等待异步获取锁的结果。
在`tryAcquireAsync`中,如果锁的租期未设置,会使用默认的秒。脚本执行是加锁的核心,一个lua脚本负责保证命令的原子性。脚本中,`keys`和`argv`参数处理至关重要,尤其是判断哈希结构`_come`的键值对状态。
脚本逻辑分为三个条件:如果锁不存在,会设置并设置过期时间;如果当前线程已持有锁,会增加重入次数并更新过期时间;若其他线程持有,加锁失败并返回剩余存活时间。加锁失败时,系统会查询锁的剩余时间,用于后续的重试策略。
加锁成功后,会进行自动续期,通过`Future`监听异步操作结果。如果锁已成功获取且未设置过期时间,会定时执行`scheduleExpirationRenewal`,每秒检查锁状态,延长锁的存活时间。
整个流程总结如下:首先通过lua脚本在Redis中创建和更新锁的哈希结构,对线程进行标识。若无过期时间,定时任务会确保锁的持续有效。重入锁通过`hincrby`增加键值对实现。加锁失败后,客户端会等待锁的剩余存活时间,再进行重试。
至于加锁失败的处理,客户端会根据剩余存活时间进行阻塞,等待后尝试再次获取锁。这整个流程展现了Redisson可重入锁的简洁设计,主要涉及线程标识、原子操作和定时续期等关键点。
Redis 实现分布式锁 +Redisson 源码解析
在一些场景中,多个进程需要以互斥的方式独占共享资源,这时分布式锁成为了一个非常有用的工具。
随着互联网技术的快速发展,数据规模在不断扩大,分布式系统变得越来越普遍。一个应用往往会部署在多台机器上(多节点),在某些情况下,为了保证数据不重复,同一任务在同一时刻只能在一个节点上运行,即确保某一方法在同一时刻只能被一个线程执行。在单机环境中,应用是在同一进程下的,仅需通过Java提供的 volatile、ReentrantLock、synchronized 及 concurrent 并发包下的线程安全类等来保证线程安全性。而在多机部署环境中,不同机器不同进程,需要在多进程下保证线程的安全性,因此分布式锁应运而生。
实现分布式锁的三种主要方式包括:zookeeper、Redis和Redisson。这三种方式都可以实现分布式锁,但基于Redis实现的性能通常会更好,具体选择取决于业务需求。
本文主要探讨基于Redis实现分布式锁的方案,以及分析对比Redisson的RedissonLock、RedissonRedLock源码。
为了确保分布式锁的可用性,实现至少需要满足以下四个条件:互斥性、过期自动解锁、请求标识和正确解锁。实现方式通过Redis的set命令加上nx、px参数实现加锁,以及使用Lua脚本进行解锁。实现代码包括加锁和解锁流程,核心实现命令和Lua脚本。这种实现方式的主要优点是能够确保互斥性和自动解锁,但存在单点风险,即如果Redis存储锁对应key的节点挂掉,可能会导致锁丢失,导致多个客户端持有锁的情况。
Redisson提供了一种更高级的实现方式,实现了分布式可重入锁,包括RedLock算法。Redisson不仅支持单点模式、主从模式、哨兵模式和集群模式,还提供了一系列分布式的Java常用对象和锁实现,如可重入锁、公平锁、联锁、读写锁等。Redisson的使用方法简单,旨在分离对Redis的关注,让开发者更专注于业务逻辑。
通过Redisson实现分布式锁,相比于纯Redis实现,有更完善的特性,如可重入锁、失败重试、最大等待时间设置等。同时,RedissonLock同样面临节点挂掉时可能丢失锁的风险。为了解决这个问题,Redisson提供了实现了RedLock算法的RedissonRedLock,能够真正解决单点故障的问题,但需要额外为RedissonRedLock搭建Redis环境。
如果业务场景可以容忍这种小概率的错误,推荐使用RedissonLock。如果无法容忍,推荐使用RedissonRedLock。此外,RedLock算法假设存在N个独立的Redis master节点,并确保在N个实例上获取和释放锁,以提高分布式系统中的可靠性。
在实现分布式锁时,还需要注意到实现RedLock算法所需的Redission节点的搭建,这些节点既可以是单机模式、主从模式、哨兵模式或集群模式,以确保在任一节点挂掉时仍能保持分布式锁的可用性。
在使用Redisson实现分布式锁时,通过RedissonMultiLock尝试获取和释放锁的核心代码,为实现RedLock算法提供了支持。