1.深度解析单线程的源码 Redis 如何做到每秒数万 QPS 的超高处理能力！
2.Redis——Epoll网络模型
3.Redis源码从哪里读起？
4.redis源码解读（一）：事件驱动的源码io模型，为什么，源码是源码什么，怎么做

深度解析单线程的 Redis 如何做到每秒数万 QPS 的超高处理能力！

       大家好，源码http彩票源码我是源码飞哥！

       在网络编程中，源码提到高性能，源码很多人会想到多线程。源码但实际上，源码服务器端仅需单线程便可实现极高处理能力，源码Redis 源码就是这一模式的杰出代表，能够支撑每秒数万 QPS 的源码性能。今天，源码我们将深入探讨 Redis 核心网络模块的实现，揭示它是如何实现如此高性能的。

       本文转自个人技术公众号「开发内功修炼」，关注以获取飞哥最新深度文章。同时，分享我撰写的电子书《理解了实现再谈网络性能》。该书正处于出版流程中。需要电子版的朋友可点击下载，或添加我本人: zhangyanfei，获取《理解了实现再谈网络性能》的链接。

       一、理解多路复用原理

       在开始介绍 Redis 之前，让我们先简单介绍下 epoll。

       在传统的同步阻塞网络编程模型中，进程线程的高开销是影响性能的根本原因。单个进程或线程只能处理一个用户请求，犹如一个人只能看管一只羊。当面对成千上万的请求时，这种模式的成本非常高。

       性能提升的关键在于让众多请求复用同一个进程或线程，这就是多路复用。多路指的是众多用户连接，复用指的是对进程或线程的高效利用。以羊群为例，只需一名牧羊人即可管理。

       实现多路复用需要特殊的python源码图形 socket 事件管理机制，其中 epoll 是最高效和典型的方案。它的工作原理类似于一只牧羊犬，负责管理与进程或线程复用相关的 socket 事件。

       二、Redis 服务启动与初始化

       理解了 epoll 的基本原理后，我们将探索 Redis 如何具体实现这一机制。通过 Github 即可获取 Redis 源码，我们关注 5.0.0 版本中的单线程版本实现。

       整个 Redis 服务的核心入口位于 src/server.c 文件中，主要集中在 initServer 和 aeMain 函数。在 initServer 这个关键函数内，Redis 执行了以下三项重要操作。

       2.1 创建 epoll 对象

       在 aeCreateEventLoop 函数中创建 epoll 对象，然后将其保存在 redisServer 的 aeEventLoop 成员中。接下来，我们深入了解 aeCreateEventLoop 的具体逻辑。

       在 eventLoop 对象中，eventLoop->events 数组用于保存各种事件处理器。真正创建 epoll 对象的过程发生在 ae_epoll.c 文件的 aeApiCreate 函数中，通过调用 epoll_create 实现。

       2.2 绑定监听服务端口

       Redis 的 listen 过程发生在 listenToPort 函数中，通过 bind 和 listen 系统调用完成。

       Redis 支持多个端口，listenToPort 函数内部使用循环调用 anetTcpServer，逐步展开调用直到执行 bind 和 listen。

       2.3 注册事件回调函数

       initServer 函数中，Redis 调用 aeCreateEventLoop 创建 epoll 对象后，通过 listenToPort 进行服务端口绑定。接着，调用 aeCreateFileEvent 注册 accept 事件处理器。

       在 aeCreateFileEvent 函数中，Redis 为 listen socket 上的新用户连接注册了 acceptTcpHandler 作为读回调函数，负责处理新连接请求。

       三、Redis 事件处理循环

       在上一节中，我们了解了 Redis 的启动初始化过程。接下来，Redis 将进入 aeMain 开始真正的用户请求处理。

       aeMain 函数是一个无休止的循环，每次循环中执行如下关键操作。apk源码架构

       3.1 epoll_wait 发现事件

       Redis 通过 epoll_wait 统一发现和管理可读（包括 listen socket 上的 accept 事件）、可写事件，并管理 timer 事件。

       每当发现特定事件发生，epoll_wait 调用相应注册的事件处理函数进行处理。aeProcessEvents 函数封装了 epoll_wait 的逻辑。

       3.2 处理新连接请求

       假设现在有新用户连接到达。listen socket 上的 rfileProc 注册的 acceptTcpHandler 负责处理新连接请求。在 acceptTcpHandler 中，主要完成接收连接、创建客户端连接对象和注册读事件处理器。

       anetTcpAccept 负责调用 accept 接收新连接，acceptCommonHandler 为连接创建客户端连接对象，createClient 注册读事件处理器。

       3.3 处理客户连接上的可读事件

       当用户发送命令时，Redis 通过 epoll_wait 发现可读事件后，调用已注册的读处理函数 readQueryFromClient。

       在 readQueryFromClient 中，Redis 处理命令并将其转换为内部数据结构，如执行 GET 命令并从内存中查找值。

       四、高性能 Redis 网络原理总结

       Redis 服务器通过单线程实现高处理能力，每秒可达到数万 QPS，这主要得益于对 Linux 多路复用机制 epoll 的高效利用。

       Redis 的核心逻辑集中于 initServer 和 aeMain 两个关键函数，理解这些函数是掌握 Redis 网络原理的基础。

       总结 Redis 的网络核心模块，包括启动服务和事件循环处理，对于深入理解网络编程大有裨益。相信通过本文的介绍，您对网络编程的理解将会更加深入。

       快来分享这篇文章给您的技术好友吧！

       最后，分享我撰写的电子书《理解了实现再谈网络性能》，该书正处于出版流程中。电子版下载地址或添加我本人: zhangyanfei，获取《理解了实现再谈网络性能》的链接。

Redis——Epoll网络模型

       Redis 的高效性在于其使用多路复用技术管理大量连接，通过单线程事件循环处理请求，实现每秒数万 QPS 的组合拳源码性能。在深入了解 Redis 的 Epoll 实现之前，需要先对 Epoll 有清晰的认识。上一篇文章已对此进行深入浅出的讲解，涉及 select、poll、epoll 的实现。

       在掌握了 Epoll 的核心原理后，让我们深入 Redis 如何具体利用 Epoll。通过查阅 Redis 5.0.0 版本的源码，我们可以清楚地看到 Redis 如何实现 Epoll。通过本文，我们重点探讨以下三个关键点：

       1. Epoll 是 Linux 内核提供的一种高效事件多路复用机制，核心方法有三个。它通过红黑树、双向链表和事件回调机制实现高效率。

       2. Redis 采用 Epoll 实现了 IO 多路复用，其原理是利用 Epoll 进行事件监听，通过事件循环处理各种请求。

       3. Redis 的事件驱动机制处理网络 IO 和时间事件，采用成熟的 I/O 多路复用模型（如 select、epoll）进行文件事件处理，对模型进行封装。

       事件驱动的核心组件在 src/ae.c 文件中实现，它通过 aeCreateEventLoop、aeMain 和 aeDeleteEventLoop 函数管理事件循环。aeMain 函数是事件循环的主体，调用 aeProcessEvents 处理就绪事件。

       Redis 采用自定义的事件驱动库 ae_event 实现 IO 多路复用，支持 select、epoll、evport 和 kqueue 等技术。在不同的操作系统上，Redis 会选择合适的多路复用技术。

       Redis 的实现细节如下：

       1. initServerConfig 函数初始化服务器配置，确保内部数据结构和参数正确。

       2. initServer 函数创建事件管理器 aeEventLoop。

       3. aeCreateEventLoop 创建事件管理器并初始化关键属性，如事件表、就绪事件数组等。

       4. aeCreateFileEvent 注册文件事件到底层多路复用系统。手机源码后缀

       5. aeMain 作为事件循环的主体，无限循环处理文件事件和时间事件。

       6. aeProcessEvents 处理就绪事件，调用底层多路复用实现。

       Redis 的 Epoll 实现展示了其对底层技术的深入理解和灵活应用，通过高效的事件处理机制实现了高性能。

Redis源码从哪里读起？

       如果你正寻求理解Redis源码的路径，本文为你提供了一个全面的指南。Redis 是使用 C 语言构建的，因此，我们从 main 函数开始，深入探索其核心逻辑。在阅读过程中，我们应聚焦于从外部命令输入到内部执行流程的路径，逐步理解 Redis 的工作原理。

       理解事件机制对于深入 Redis 的核心至关重要。通过 Redis 的事件循环，我们可以实现单线程环境下的高效处理多任务的能力。这一机制允许 Redis 以线程安全的方式处理大量请求，同时在执行后台任务时保持响应速度。事件循环与系统提供的异步 I/O 多路复用机制相结合，确保了 CPU 资源的高效利用，避免了并发执行的复杂性。

       在讨论事件循环时，我们重点关注了两个阶段：初始化和事件处理。初始化阶段涉及配置和数据加载，而事件处理阶段则负责响应客户端请求、执行命令以及周期性任务的调度。通过事件循环，Redis 实现了在单一线程下处理多个请求的高效运行模式。

       理解 Redis 命令请求的处理流程是整个指南的关键部分。当客户端向 Redis 发送命令时，流程分为两个阶段：连接建立和命令执行与响应。连接建立阶段由事件循环触发，而命令执行与响应阶段则涉及读取客户端发送的数据，执行命令并返回结果。这一过程通过特定的回调函数实现，确保了命令处理的高效和线程安全。

       此外，我们还讨论了 Redis 的事件机制，即事件驱动程序库 ae.c，它在不同操作系统上支持多种 I/O 多路复用机制。在选择底层机制时，Redis 优先考虑后三种更现代、高效的方案，例如 macOS 上的 kqueue 和 Linux 上的 epoll。理解这些机制对于实现高性能网络服务至关重要。

       为了帮助读者在阅读 Redis 源码时构建清晰的思维路径，我们提供了一个树型图展示关键函数之间的调用关系。这张图基于 Redis 源码的 5.0 分支，详细地展示了初始化、事件处理、命令请求处理等关键流程的调用顺序。

       最后，本文提供的参考文献旨在为读者提供进一步学习的资源。对于希望深入理解 Redis 源码并学习 C 语言编程经验的读者，这些资源将起到重要作用。总的来说，本文旨在为那些希望从源头上理解 Redis 工作机制的技术爱好者提供一个全面、系统化的指南。

redis源码解读（一）：事件驱动的io模型，为什么，是什么，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