深度剖析Redis 深入剖析核心代码（redis 核心代码）

Redis作为目前最流行的内存数据库，其简单易用、性能卓越的特点受到了越来越多的关注。本文将从Redis的核心代码出发，深入剖析Redis的内部实现原理，通过这种方式进一步加深我们对Redis的理解。

Redis的核心数据结构

Redis支持的数据结构很多，比如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。这些数据结构都是值对象valueObject的子类。在Redis的内部实现中，valueObject是一个通用的结构体，用于包装各种数据类型的值，在处理各种命令时都是以valueObject为操作对象的。

具体来说，字符串是Redis的基础数据类型，也是Redis其他数据类型的基础组成部分。字符串类型的实现非常简单，它的数据结构只是一个保存字符数组的缓冲区。这个缓冲区中的字符数组就是Redis中的字符串。

哈希表是Redis中的一种高效的散列表实现，它的查找、插入、删除操作的平均复杂度都是O(1)。Redis的哈希表实现采用了开放寻址法，将表中所有元素连续存储在一块内存里，空间利用率高，缓存友好。Redis的哈希表实现是基于dict（字典）结构体实现的，如下是dict结构体的定义：

typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;
    unsigned long size;
    unsigned long sizemask;
    unsigned long used;
} dictht;
typedef struct dictType {
    uint64_t (*hashFunction)(const void *key);
    void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
    void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
    int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
    void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
    void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
    void *privdata;
} dictType;

typedef struct dict {
    dictType *type;
    void *privdata;
    dictht ht[2];
    long rehashidx;
} dict;

可以看到，Redis的哈希表实现采用了双哈希表，其中一张哈希表用于读写操作，另一张哈希表作为增量重建表，在进行rehash操作时起到缓冲作用。

同时，Redis的集合和有序集合都是由哈希表实现的，它们的底层实现与哈希表非常相似，只是哈希表中的键值对都是空值。

Redis的内存管理

Redis基于内存缓存的性能体现最为明显，因此它的内存管理非常重要。Redis的内存管理全靠自己，采用了一些特殊的技术来保证内存的高效使用。

Redis的内存分配器采用了jemalloc，它是一种专为多线程程序设计的内存分配器，采用了等分配原则以及数据缓存技术，能极大地提高内存分配效率以及减少碎片等问题。

另外，为了避免Redis的内存浪费问题，它采用了传统的内存池技术，通过预先申请一块固定大小的内存块，按照固定大小的内存块对内存进行划分，将每一块内存块都保存在一个链表中。每次需要内存的时候，Redis会从链表中取出空闲的内存块进行使用，在内存不足时再去申请新的内存块。

Redis的并发控制

Redis的内部实现是线程安全的，它采用了基于单线程事件循环扩展的多路复用IO模型，利用epoll（Linux）或kqueue（BSD）实现高效的网络IO。Redis的单线程模型中，并没有多线程操作内存或数据，而是通过队列将读写操作异步化，由单个事件线程轮询监听事件，并将事件交给工作线程处理。

当客户端连接到Redis时，它首先会发送一个带有命令的请求，Redis会将该请求放置到队列中，随后该客户端就可以执行其他操作。此时事件线程会继续轮询听事件，一旦发现队列中有新的请求，它就会按照队列中的请求序列一个一个处理请求，直到所有请求都被处理完毕。

在 Redis 中，我们经常能看到的超时机制，就是通过 Redis 的定时器来实现，而 Redis 的定时器，其实就是基于事件循环的。当Redis将事件操作放入到队列中时，会设置一个超时时间，一旦超时，该事件就会被抛弃。

总结

本文对Redis的核心代码进行了深度剖析，介绍了Redis内部如何处理数据结构、内存管理以及并发控制等问题。作为一名Redis爱好者，通过深入学习Redis的内部实现原理，我们可以更好地理解和运用Redis这个强大的工具。

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