结构
struct redisServer {
// ...
// 数据库数组
redisDb *db;
// 服务器的数据库数量
int dbnum;
// ...
}
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typedef struct redisDb {
// 数据库键空间，保存着数据库中的所有键值对
dict *dict; /* The keyspace for this DB */
// 键的过期时间，字典的键为键，字典的值为过期事件 UNIX 时间戳
dict *expires; /* Timeout of keys with a timeout set */
// ...
} redisDb;
- dbnum 默认是16,select 命令切换数据库，默认使用db[0];
- redisDb中dict，保存了所有的键值对;
- EXISTS、RENAME、KEYS等，这些命令都是通过对键空间进行操作来实现的。
Redis的数据持久化
Redis数据是存储在内存中的，为了保证Redis数据不丢失，那就要把数据从内存存储到磁盘上，以便在服务器重启后还能够从磁盘中恢复原有数据，Redis数据持久化有三种方式。
- AOF 日志（Append Only File，文件追加方式）：记录所有的操作命令，并以文本的形式追加到文件中。
- RDB 快照（Redis DataBase）：将某一个时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘。
- 混合持久化方式：Redis 4.0 新增了混合持久化的方式，集成了 RDB 和 AOF 的优点。
过期时间
- EXPIRE <key> <ttl> 命令用于将键key的生存时间设置为ttl秒。
- PEXPIRE <key> <ttl> 命令用于将键key的生存时间设置为ttl毫秒。
- EXPIREAT <key> <timestamp> 命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定的秒数时间戳。
- PEXPIREAT <key> <timestamp> 命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定的毫秒数时间戳。
- EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三个命令都是使用PEXPIREAT命令来实现的。
Redis服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略
概念：过期键的三种删除策略:
- 定时删除：设置过期时间时，创建timer来控制；对内存友好，对cpu不友好；创建一个定时器需要用到时间事件，当前是用无序链表实现的，查找一个事件的时间复杂度为O(N)，并不能高效地处理大量时间事件;
- 惰性删除：每次取键值对时，检查是否过期；cpu友好，内存不友好;
- 定期删除：每隔一段时间对数据库进行一次检查;
- 惰性删除:过期键的惰性删除策略由db.c/expireIfNeeded函数实现;
- 定期删除:过期键的定期删除策略由redis.c/activeExpireCycle函数实现 伪代码:
# 默认每次检查的数据库数量
DEFAULT_DB_NUMBERS = 16
# 默认每个数据库检查的键数量
DEFAULT_KEY_NUMBERS = 20
# 全局变量，记录检查进度
current_db = 0
def activeExpireCycle():
# 初始化要检查的数据库数量
# 如果服务器的数据库数量比 DEFAULT_DB_NUMBERS 要小
# 那么以服务器的数据库数量为准
if servesr.dbnum < DEFAULT_DB_NUMBERS:
db_numbers = server.dbnum
else:
db_numbers = DEFAULT_DB_NUMBERS
# 遍历各个数据库
for i in range(db_numbers):
# 如果current_db的值等于服务器的数据库数量
# 这表示检查程序已经遍历了服务器的所有数据库一次
# 将current_db重置为0，开始新的一轮遍历
if current_db == server.dbnum:
current_db = 0
# 获取当前要处理的数据库
redisDb = server.db[current_db]
# 将数据库索引增1，指向下一个要处理的数据库
current_db += 1
# 检查数据库键
for j in range(DEFAULT_KEY_NUMBERS):
# 如果数据库中没有一个键带有过期时间，那么跳过这个数据库
if redisDb.expires.size() == 0: break
# 随机获取一个带有过期时间的键
key_with_ttl = redisDb.expires.get_random_key()
# 检查键是否过期，如果过期就删除它
if is_expired(key_with_ttl):
delete_key(key_with_ttl)
# 已达到时间上限，停止处理
if reach_time_limit(): return
AOF、RDB和复制功能对过期键的处理
- AOF持久化
- AOF写入：当过期键被惰性删除或者定期删除之后，程序会向AOF文件追加（append）一条DEL命令，来显式地记录该键已被删除；
- AOF重写：已过期的键不会被保存到重写后的AOF文件；
- RDB持久化
- 生成RDB，已过期的键不会被保存到新创建的RDB文件中；
- 载入RDB文件，以主服务器模式运行，对键检查，过期键忽略；从服务模式运行，全部载入；
- 复制
- 从服务器只有在接到主服务器发来的DEL命令之后，才会删除过期键
数据库通知
客户端通过订阅给定的频道或者模式，来获知数据库中键的变化，以及数据库中命令的执行情况；详细文档
伪代码
def notifyKeyspaceEvent(type, event, key, dbid):
# 如果给定的通知不是服务器允许发送的通知，那么直接返回
if not(server.notify_keyspace_events & type):
return
# 发送键空间通知
if server.notify_keyspace_events & REDIS_NOTIFY_KEYSPACE:
#将通知发送给频道__keyspace@<dbid>__:<key>
#内容为键所发生的事件 <event>
# 构建频道名字
chan = "__keyspace@{dbid}__:{key}".format(dbid=dbid, key=key)
# 发送通知
pubsubPublishMessage(chan, event)
# 发送键事件通知
if server.notify_keyspace_events & REDIS_NOTIFY_KEYEVENT:
#将通知发送给频道__keyevent@<dbid>__:<event>
#内容为发生事件的键 <key>
# 构建频道名字
chan = "__keyevent@{dbid}__:{event}".format(dbid=dbid,event=event)
# 发送通知
pubsubPublishMessage(chan, key)