籍Redis源码解析C语言实现（redis源码相关的书）

Redis是一款高效、快速、内存存储的键值对数据库，被广泛用于缓存、消息队列、实时计数器等领域。作为一名程序员，我们不仅要会使用Redis，还应该掌握它的内部实现，了解深层次的原理和实现细节。在本文中，我们将对Redis的源码进行分析，揭示Redis内部的实现原理和C语言实现。

Redis的源码结构

Redis的源码结构非常清晰，整个库被分为十几个模块，每个模块都实现了特定的功能。以下是Redis源码的目录结构：

├── anet.c // Redis网络库实现
├── bio.c // Redis的阻塞式I/O库
├── bitops.c // Redis的位操作库
├── cluster.c // Redis的集群库
├── config.c // Redis的配置库
├── crc16.c // Redis的CRC16校验库
├── db.c // Redis的键值存储库
├── debug.c // Redis的调试库
├── endianconv.c // Redis的字节序转换库
├── evict.c // Redis的内存淘汰库
├── geo.c // Redis的地理位置库
├── hyperloglog.c // Redis的HyperLogLog库
├── latency.c // Redis的延迟监视器工具库
├── limits.c // Redis的限制器库
├── lzf_c.c // Redis的LZF压缩库
├── lzf_d.c // Redis的LZF解压缩库
├── memtest.c // Redis的内存测试库
├── module.c // Redis的模块库
├── networking.c // Redis的网络库
├── notify.c // Redis的事件通知库
├── object.c // Redis的对象库
├── pqsort.c // Redis的快速排序库
├── pubsub.c // Redis的发布订阅模块
├── quicklist.c // Redis的快速列表库
├── rand.c // Redis的伪随机数生成器库
├── rax.c // Redis的RADIX树实现
├── redis.c // Redis的入口文件
├── release.c // Redis的版本库
├── replication.c // Redis的主从复制库
├── scripting.c // Redis的脚本语言库
├── sentinel.c // Redis的哨兵库
├── sha1.c // Redis的SHA1库
├── siphash.c // Redis的Siphash库
├── slowlog.c // Redis的慢查询日志库
├── sparkline.c // Redis的Sparkline生成库
├── syncio.c // Redis的同步I/O库
├── t_hash.c // Redis的哈希表测试库
├── t_list.c // Redis的列表测试库
├── t_set.c // Redis的集合测试库
├── t_string.c // Redis的字符串测试库
├── t_zset.c // Redis的有序集合测试库
├── util.c // Redis的工具库
└── ziplist.c // Redis的压缩列表库

如上所示，Redis的源码中包含了许多有用的模块，这些模块实现了Redis的核心功能，比如网络库、对象库、键值存储库等等。这些模块都是由C语言实现的，因此如果你想深入了解Redis的内部实现，你就需要对C语言有相当的熟悉程度。

Redis的数据结构

Redis内部使用的数据结构非常丰富，不同的模块使用的数据结构也不尽相同。以下是Redis中使用的一些数据结构：

– 哈希表：Redis中最常用的数据结构之一，以key-value的形式存储数据，在O(1)的时间内进行插入、修改、查找等操作。

– 有序集合：类似于普通的哈希表，但是在插入数据时需要保持顺序，可用于排行榜、计数器等场合。

– 压缩列表：用于存储列表类型的数据，压缩列表可以节省内存空间，并且支持快速的插入、删除操作。

– 字符串：Redis中用来存储字符串类型数据的结构，支持基本的字符串操作。

– RADIX树：一种数据结构，常常用来实现类似字典树一样的键-值存储结构。

以上只是Redis使用的一部分数据结构，如果你想了解更加详细的Redis数据结构，可以参考Redis官方文档。

Redis的内存模型

Redis使用内存存储数据，因此内存模型对于Redis的性能至关重要。以下是Redis的内存模型：

– 数据库：Redis支持多个数据库，每个数据库都是一个key-value存储结构，可以独立维护。

– 缓存LRU：Redis中的内存缓存采用最近最少使用算法（LRU），使用Redis的过程中，数据会自动从内存中回收，以保证内存占用率不会过高。

– 垃圾回收：Redis使用现代的垃圾收集算法来自动回收不需要的对象和内存空间，避免了手动管理内存所带来的一些问题。

– 惰性操作：大部分操作都是懒惰的，只有在必须进行时才会进行。因此，Redis不仅内存占用率低，而且运行速度相对较快。

Redis源码分析

以上是Redis的基本架构和数据结构。下面我们将通过代码来深入探究Redis的内部实现原理。

– Redis的网络库源码

Redis的网络库实现了Redis与客户端之间的交互。在Redis源码中，网络库代码位于`/src/anet.c`文件中。

anet.c文件中定义了许多与网络操作相关的函数，包括创建Socket、绑定Socket、监听Socket、读写Socket等函数。其中，最重要的函数是`anetTcpAccept`，用于接受客户端的连接请求，并返回已连接的Socket文件描述符。

以下是`anetTcpAccept`函数的代码：

“`C

int anetTcpAccept(char *err, int serversock, char *ip, size_t ip_len, int *port) {

int fd;

struct sockaddr_storage sa;

unsigned int sa_len;

while(1) {

sa_len = sizeof(sa);

fd = accept(serversock, (struct sockaddr*)&sa, &sa_len);

if (fd == -1) {

if (errno == EINTR)

continue;

else {

anetSetError(err, “accept: %s”, strerror(errno));

return -1;

}

break;

}


如上所示，该函数在死循环中等待客户端连接请求，一旦收到连接请求，就会调用操作系统接口`accept`来接收请求，并返回连接的Socket文件描述符。

- Redis的对象库源码

Redis的对象库实现了关键的数据类型和类型转换函数。在Redis源码中，对象库代码位于`/src/object.c`文件中。

Redis的对象库实现了八种不同的对象类型，包括字符串、列表、哈希表、集合、有序集合、流、模块，以及一个空对象（NULL）。对象库中定义了操作对象的相关函数，包括对象的复制、比较、打印等函数。

以下是`redisObject`类型的定义：

```C
typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;

    unsigned encoding:4;

    unsigned lru:LRU_BITS;

    int refcount;

    void *ptr;

} robj;