1.Redis 重写重写主从复制 - 源码梳理
2.Redis radix tree 源码解析
3.Redis 源码分析字典(dict)
4.Springboot基于Redisson实现Redis分布式可重入锁案例到源码分析
5.Redis 哨兵模式 - 源码梳理
6.Redis 源码剖析 3 -- redisCommand
Redis 主从复制 - 源码梳理
本文主要剖析Redis主从复制机制中的核心组件之一——复制积压缓冲区(Replication Buffer),旨在为读者提供一个对Redis复制流程和缓冲区机制深入理解的重写重写平台,以下内容仅基于Redis版本7.0.,重写重写若读者在使用过程中发现偏差,重写重写欢迎指正。重写重写
复制积压缓冲区在逻辑上可理解为一个容量最大的重写重写ie源码泄露位整数,其初始值为1,重写重写由offset、重写重写master_repl_offset和repl_backlog-histlen三个变量共同决定缓冲区的重写重写有效范围。offset表示缓冲区内命令起始位置,重写重写master_repl_offset代表结束位置,重写重写二者之间的重写重写长度由repl_backlog-histlen表示。
每当主节点执行写命令,重写重写新生成的重写重写积压缓冲区大小增加,同时增加master_repl_offset和repl_backlog-histlen的重写重写值,直至达到预设的最大容量(默认为1MB)。一旦所有从节点接收到命令并确认同步无误,缓冲区内过期的命令将被移除,并调整offset和histlen以维持积压区容量的稳定性。
为实现动态分配,复制积压缓冲区被分解成多个block,以链表形式组织。每个block采用引用计数管理策略,初始值为0,每当增加或删除从节点对block的引用时,计数值相应增减。新生成block时,将master_repl_offset+1设置为block的repl_offset值,并将写入命令拷贝至缓冲区内,与此同时,master_repl_offset和repl_backlog-histlen增加。
通过循环遍历所有从节点,为每个从节点设置ref_repl_buf_node指向当前block或最后一个block,确保主从复制能够准确传递命令。当主节点接收到从节点的连接请求时,将开始填充积压缓冲区。在全量复制阶段,从slave-replstate为WAIT_BGSAVE_START至ONLINE,表示redis从后台进程开始执行到完成RDB文件传输和加载,命令传播至此阶段正式开始。源码工具怎么使用
针对每个从节点,主节点从slave-ref_block_pos开始发送积压缓冲区内的命令,每发送成功,slave-ref_block_pos相应更新。当积压缓冲区超过预设阈值,即复制积压缓冲区中的有效长度超过repl-backlog-size(默认1MB)时,主节点将清除已发送的缓冲区,释放内存。如果主节点写入命令频繁或从节点断线重连时间长,则需合理调整缓冲区大小(推荐值为2 * second * write_size_per_second)以保持增量复制的稳定运行。
当最后一个从节点与主节点的连接断开超过repl-backlog-ttl(默认为秒)时,主节点将释放repl_backlog和复制积压缓冲区以确保资源的有效使用。不过需要注意的是,从节点的释放操作依赖于节点是否可能成为新的主节点,因此在最后处理逻辑上需保持谨慎。
Redis radix tree 源码解析
Redis 实现了不定长压缩前缀的 radix tree,用于集群模式下存储 slot 对应的所有 key 信息。本文解析在 Redis 中实现 radix tree 的核心内容。
核心数据结构的定义如下:
每个节点结构体 (raxNode) 包含了指向子节点的指针、当前节点的 key 的长度、以及是否为叶子节点的标记。
以下是插入流程示例:
场景一:仅插入 "abcd"。此节点为叶子节点,使用压缩前缀。
场景二:在 "abcd" 之后插入 "abcdef"。从 "abcd" 的父节点遍历至压缩前缀,找到 "abcd" 空子节点,插入 "ef" 并标记为叶子节点。
场景三:在 "abcd" 之后插入 "ab"。ab 为 "abcd" 的前缀,插入 "ab" 为子节点,并标记为叶子节点。同时保留 "abcd" 的前缀结构。
场景四:在 "abcd" 之后插入 "abABC"。ab 为前缀,创建 "ab" 和 "ABC" 分别为子节点,保持压缩前缀结构。
删除流程则相对简单,找到指定 key 的航班预定系统源码叶子节点后,向上遍历并删除非叶子节点。若删除后父节点非压缩且大小大于1,则需处理合并问题,以优化树的高度。
合并的条件涉及:删除节点后,检查父节点是否仍为非压缩节点且包含多个子节点,以此决定是否进行合并操作。
结束语:云数据库 Redis 版提供了稳定可靠、性能卓越、可弹性伸缩的数据库服务,基于飞天分布式系统和全SSD盘高性能存储,支持主备版和集群版高可用架构。提供全面的容灾切换、故障迁移、在线扩容、性能优化的数据库解决方案,欢迎使用。
Redis 源码分析字典(dict)
Redis 的内部字典世界:从哈希表到高效管理的深度解析
Redis,作为开源的高性能键值存储系统,其内部实现的字典数据结构是其核心组件之一。这个数据结构采用自定义的哈希表——dictEntry,巧妙地存储和管理着键值对。让我们一起深入理解这一强大工具的运作机制。
首先,Redis的字典是基于哈希表的,通过哈希函数将键转换为数组索引,实现高效查找。dictEntry结构巧妙地封装了键(key)、值(value)以及指向下一个节点的指针,构成了数据存储的基本单元。同时,dict包含一系列操作函数,包括哈希计算、键值复制、比较以及销毁操作,这些函数的指针类型(dictType)和实际数据结构共同构建了其高效性能。
在字典的管理中,rehash是一个关键概念,它标志着哈希表的教育平台源码交付重新分布过程。rehash标志是一个计数器,用于跟踪当前哈希表实例的状态,确保在负载过高时进行扩容。当ht_used[0]非零,且满足特定条件(如元素数量超过初始桶数),服务器会触发resize操作,这通常在serverCron定时任务中进行,以避免磁盘I/O竞争。
rehash过程中,Redis采取渐进式策略,通过dictRehash函数,逐个移动键值对到新哈希表,确保操作的线程安全。为了避免长时间阻塞,这个过程被分散到函数中,并通过serverCron定时任务,以毫秒级的步长进行,确保在无磁盘写操作时进行。
在处理过期键时,dictRehashMilliseconds()函数扮演重要角色,它在rehash时监控时间消耗,确保性能。rehash过程中,dictAdd负责插入新哈希表,而dictFind和dictDelete则需处理ht_table[0]和ht_table[1]的键值对。
Redis的默认哈希算法采用SipHash,保证了数据的分布均匀性。在持久化时,负载因子默认设置为5,而rehash后,数据结构会采用迭代器的形式,分为安全和非安全两种,以满足不同场景的需求。
在实际操作中,如keysCommand,会选择安全模式以避免重复遍历,而在处理大规模数据时,如scan命令,可能需要使用非安全模式,广东到天津源码但需注意可能带来的问题。
总的来说,Redis的字典数据结构是其高效性能的基石,通过精细的哈希管理、rehash策略以及迭代器设计,确保了在高并发和频繁操作下的稳定性和性能。深入理解这些内部细节,对于优化Redis性能和应对复杂应用场景至关重要。
Springboot基于Redisson实现Redis分布式可重入锁案例到源码分析
一、前言
实现Redis分布式锁,最初常使用SET命令,配合Lua脚本确保原子性。然而手动操作较为繁琐,官网推荐使用Redisson,简化了分布式锁的实现。本文将从官网至整合Springboot,直至深入源码分析,以单节点为例,详细解析Redisson如何实现分布式锁。
二、为什么使用Redisson
通过访问Redis中文官网,我们发现官方明确指出Java版分布式锁推荐使用Redisson。官网提供了详细的文档和结构介绍,帮助开发者快速上手。
三、Springboot整合Redisson
为了实现与Springboot的集成,首先导入Redisson依赖。接下来,参照官网指导进行配置,并编写配置类。结合官网提供的加锁示例,编写简单的Controller接口,最终测试其功能。
四、lock.lock()源码分析
在RedissonLock实现类中,`lock`方法的实现揭示了锁获取的流程。深入至`tryLockInnerAsync`方法,发现其核心逻辑。进一步调用`scheduleExpirationRenewal`方法,用于定时刷新锁的过期时间,确保锁的有效性。此过程展示了锁实现的高效与自适应性。
五、lock.lock(, TimeUnit.SECONDS)源码分析
当使用带有超时时间的`lock`方法时,实际调用的逻辑与常规版本类似,关键差异在于`leaseTime`参数的不同设置。这允许开发者根据需求灵活控制锁的持有时间。
六、lock.unlock()源码分析
解锁操作通过`unlockAsync`方法实现,进一步调用`unlockInnerAsync`方法完成。这一过程确保了锁的释放过程也是异步的,增强了系统的并发处理能力。
七、总结
通过本文,我们跟随作者深入Redisson的底层源码,理解了分布式锁的实现机制。这一过程不仅提升了对Redisson的理解,也激发了面对复杂技术挑战时的勇气。希望每位开发者都能勇敢探索技术的边界,共同进步。欢迎关注公众号,获取更多技术文章首发信息。
Redis 哨兵模式 - 源码梳理
本文以Redis 7.0.版本为基准,如有不妥之处,敬请指正。
哨兵模式的代码流程逻辑如下:哨兵节点每秒(主从切换时为1秒)向已知的主节点和从节点发送info命令。接收到主节点的info回复后,解析其中的slave字段信息,进而创建相应的从节点instance。收到从节点的info回复后,解析其中的slave_master_host、slave_master_port、slave_master_link_status、slave_priority、slave_repl_offset、replica_announced等信息(步骤2和sentinelInfoReplyCallback)。
在sentinel.masters的初始数据中,来自于sentinel.conf中的monitor,利用info命令探测主节点及其所属的从节点。通过订阅__sentinel__:hello频道,获取其他哨兵节点的信息。其中,link->act_ping_time表示最早一次未收到回复的ping请求发送时间,收到回复后其会被重置为0。因此,其不为0时,表示有未收到回复的ping请求。link->last_avail_time表示最近一次收到对ping有效回复的时间,link->last_pong_time表示最近一次收到对ping回复(有效和无效)的时间,link->pc_last_activity表示最近一次收到publish的消息,ri->role_reported_time表示最近一次收到info且回复中role相比于上次发生改变的时间。
Raft一致性算法
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Redis 源码剖析 3 -- redisCommand
Redis 使用 redisCommand 结构体处理命令请求,其内包含一个指向对应处理函数的 proc 指针。redisCommandTable 是一个存储所有 Redis 命令的数组,位于 server.c 文件中。此数组通过 populateCommandTable() 函数填充,该函数将 redisCommandTable 的内容添加到 server.commands 字典,将 Redis 支持的所有命令及其实现整合。
populateCommandTable() 函数中包含 populateCommandTableParseFlags() 子函数,用于将 sflags 字符串转换为对应的 flags 值。lookupCommand*() 函数族负责从 server.commands 中查找相应的命令。
[redis 源码走读] maxmemory 数据淘汰策略
Redis 是一个内存数据库,通过配置 `maxmemory` 来限定其内存使用量。当 Redis 主库内存超出限制时,会触发数据淘汰机制,以减少内存使用量,直至达到限制阈值。
当 `maxmemory` 配置被应用,Redis 会根据配置采用相应的数据淘汰策略。`volatile-xxx` 类型配置仅淘汰设置了过期时间的数据,而 `allkeys-xxx` 则淘汰数据库中所有数据。若 Redis 主要作为缓存使用,可选择 `allkeys-xxx`。
数据淘汰时机发生在事件循环处理命令时。有多种淘汰策略可供选择,从简单到复杂包括:不淘汰数据(`noeviction`)、随机淘汰(`volatile-random`、`allkeys-random`)、采样淘汰(`allkeys-lru`、`volatile-lru`、`volatile-ttl`、`volatile-freq`)以及近似 LRU 和 LRU 策略(`volatile-lru` 和 `allkeys-lru`)。
`noeviction` 策略允许读操作但禁止大多数写命令,返回 `oomerr` 错误,仅允许执行少量写命令,如删除命令 `del`、`hdel` 和 `unlink`。
`volatile-random` 和 `allkeys-random` 机制相对直接,随机淘汰数据,策略相对暴力。
`allkeys-lru` 策略根据最近最少使用(LRU)算法淘汰数据,优先淘汰最久未使用的数据。
`volatile-lru` 结合了过期时间与 LRU 算法,优先淘汰那些最久未访问且即将过期的数据。
`volatile-ttl` 策略淘汰即将过期的数据,而 `volatile-freq` 则根据访问频率(LFU)淘汰数据,考虑数据的使用热度。
`volatile-lru` 和 `allkeys-lru` 策略通过采样来近似 LRU 算法,维护一个样本池来确定淘汰顺序,以提高淘汰策略的精确性。
总结而言,Redis 的数据淘汰策略旨在平衡内存使用与数据访问需求,通过灵活的配置实现高效的数据管理。策略的选择应基于具体应用场景的需求,如数据访问模式、性能目标等。
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源码阅读(1)——zmalloc
zmalloc是一个简化内存分配的库,包含以下API函数:zmalloc
zcalloc
zrealloc
zfree
zstrdup
zmalloc_used_memory
zmalloc_set_oom_handler
zmalloc_get_rss
zmalloc_get_allocator_info
zmalloc_get_private_dirty
zmalloc_get_smap_bytes_by_field
zmalloc_get_memory_size
zlibc_free
其中,zmalloc用于分配内存,zcalloc在分配内存的同时初始化为0,zrealloc用于重新分配内存,zfree用于释放内存,zstrdup用于复制字符串并分配内存,zmalloc_used_memory用于获取已分配内存的大小,zmalloc_set_oom_handler用于设置内存溢出处理器,zmalloc_get_rss用于获取当前进程的内存使用量,zmalloc_get_allocator_info用于获取分配器信息,zmalloc_get_private_dirty用于获取私有脏数据,zmalloc_get_smap_bytes_by_field用于获取指定字段的内存使用量,zmalloc_get_memory_size用于获取内存大小,zlibc_free用于释放内存。 在zmalloc中,宏函数update_zmalloc_stat_alloc用于更新used_memory的值。这个宏函数中的if语句用于补齐分配的内存字节数到sizeof(long),但是我不太理解5.0源码中为什么atomicIncr使用的是__n而不是直接对_n进行操作。测试发现,used_memory的值并未对齐到8,那么if语句的存在意义何在呢? 同样地,update_zmalloc_stat_free宏函数用于更新已释放内存的统计信息。与update_zmalloc_stat_alloc相比,虽然malloc_usable_size已经返回精确的字节数,但update_zmalloc_stat_alloc为何不直接使用atomicIncr更新used_memory呢?在Unstable分支中,已有开发者对此进行了优化。