Redis請求處理的流程是什麼

概述

• #首先是註冊處理器；

• #開啟循環監聽端口，每監聽到一個連接就會創建一個Goroutine ;

• 然後就是Goroutine 裡面會循環的等待接收請求數據，然後根據請求的位址去處理器路由表中匹配對應的處理器，然後將請求交給處理器處理;

用程式碼表示就是這樣：

func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error { 
    ...
    baseCtx := context.Background()  
    ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
    for {
        // 接收 listener 过来的网络连接
        rw, err := l.Accept()
        ... 
        tempDelay = 0
        c := srv.newConn(rw)
        c.setState(c.rwc, StateNew) 
        // 创建协程处理连接
        go c.serve(connCtx)
    }
}

對於Redis 來說就有些不太一樣，因為它是單執行緒的，無法使用多執行緒處理連接，所以Redis 選擇使用基於Reactor 模式的事件驅動程式來實現事件的並發處理。

在Redis 中所謂Reactor 模式就是透過epoll 來監聽多個fd，每當這些fd 有回應的時候會以事件的形式通知epoll 進行回調，每一個事件都有一個對應的事件處理器。

如： accept 對應 acceptTCPHandler 事件處理器、read & write 對應readQueryFromClient 事件處理器等，然後透過事件的循環派發的形式將事件指派給事件處理器進行處理。

所以說上面的這個Reactor 模式都是透過epoll 來實現的，對於epoll 來說主要有這三個方法：

//创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大
int epoll_create(int size)；

/*
 * 可以理解为，增删改 fd 需要监听的事件
 * epfd 是 epoll_create() 创建的句柄。
 * op 表示 增删改
 * epoll_event 表示需要监听的事件，Redis 只用到了可读，可写，错误，挂断 四个状态
 */
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；

/*
 * 可以理解为查询符合条件的事件
 * epfd 是 epoll_create() 创建的句柄。
 * epoll_event 用来存放从内核得到事件的集合
 * maxevents 获取的最大事件数
 * timeout 等待超时时间
 */
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

所以我們可以根據這三個方法實作一個簡單的server：

// 创建监听
int listenfd = ::socket();

// 绑定ip和端口
int r = ::bind();  
// 创建 epoll 实例
int epollfd = epoll_create(xxx); 
// 添加epoll要监听的事件类型
int r = epoll_ctl(..., listenfd, ...);
 
struct epoll_event* alive_events =  static_cast<epoll_event*>(calloc(kMaxEvents, sizeof(epoll_event)));

while (true) {
    // 等待事件
    int num = epoll_wait(epollfd, alive_events, kMaxEvents, kEpollWaitTime);
	// 遍历事件，并进行事件处理
    for (int i = 0; i < num; ++i) {
        int fd = alive_events[i].data.fd;
        // 获取事件
        int events = alive_events[i].events;
		// 进行事件的分发
        if ( (events & EPOLLERR) || (events & EPOLLHUP) ) {
            ...
        } else  if (events & EPOLLRDHUP) {
            ...
        } 
        ...
    }   
}

呼叫流程

#所以根據上面的介紹，可以知道對於Redis 來說一個事件循環無非也就這麼幾步：

• 註冊事件監聽及回呼函數；

• #循環等待獲取事件並處理；

• 呼叫回呼函數，處理資料邏輯；

• 回寫資料給Client;

• #註冊fd 到epoll 中，並且設定回呼函數acceptTcpHandler，如果有新連接那麼會呼叫回調函數；

• 啟動一個死循環呼叫epoll_wait 等待並持續處理事件，待會我們回到aeMain 函數中循環調aeProcessEvents 函數；

• 當有網路事件過來的時候，會順著回呼函數acceptTcpHandler 一路呼叫到readQueryFromClient 進行資料的處理，readQueryFromClient 會解析client 的數據，找到對應的cmd 函數執行；

• Redis 實例在收到客戶端請求後，會在處理客戶端命令後，將要傳回的資料寫入客戶端輸出緩衝區中而不是立馬回傳；

• 然後在aeMain 函數每次循環時都會呼叫beforeSleep 函數將緩衝區中的資料寫回客戶端；

上面的整個事件循環的過程其實程式碼步驟已經寫的非常清晰，網路上也有很多文章介紹，我就不多講了。

指令執行過程& 回寫客戶端

#指令執行

##下面我們講點網路上很多文章都沒提及的，看看Redis 是如何執行指令，然後存入緩存，以及將資料從快取寫回Client 這個過程。

在前一節我們也提到了，如果有網路事件過來的時候會呼叫到 readQueryFromClient 函數，它是真正執行指令的地方。我們也就順著這個方法一直往下看：

• readQueryFromClient 裡面會呼叫processInputBufferAndReplicate 函數處理請求的命令；

• 在processInputBufferAndReplicate 函數處理請求的命令；

• 在processInputBufferAndReplicate 函數處理請求的命令；

• 在processInputBufferAndReplicate 函數處理裡面會呼叫processInputBuffer 以及判斷一下如果是集群模式的話，是否需要將命令複製給其他節點；

processInputBuffer 函數裡面會循環處理請求的命令，並根據請求的協議調用processInlineBuffer 函數，將redisObject 物件後呼叫processCommand 執行指令；

processCommand 在執行指令的時候會透過lookupCommand 去 

server.commands

 表中根據指令尋找對應的執行函數，然後經過一系列的校驗之後，呼叫對應的函數執行指令，呼叫addReply 將要傳回的資料寫入客戶端輸出緩衝區；

##server. commands

會在populateCommandTable 函數中將所有的Redis 指令註冊進去，作為一個根據命令名稱取得命令函數的表。

比如說，要執行get 指令，那麼會呼叫到getCommand 函數：###

void getCommand(client *c) {
    getGenericCommand(c);
}

int getGenericCommand(client *c) {
    robj *o;
	// 查找数据
    if ((o = lookupKeyReadOrReply(c,c->argv[1],shared.nullbulk)) == NULL)
        return C_OK;
    ...
}

robj *lookupKeyReadOrReply(client *c, robj *key, robj *reply) {
    //到db中查找数据
    robj *o = lookupKeyRead(c->db, key);
    // 写入到缓存中
    if (!o) addReply(c,reply);
    return o;
}

###在getCommand 函數中查找到數據，然後呼叫addReply 將要傳回的資料寫入客戶端輸出緩衝區。 ######資料回寫客戶端#######在將指令寫入緩衝區後，也需要從緩衝區取出資料並傳回給客戶端。對於資料回寫客戶端這個流程來說，其實也是在服務端的事件循環中完成的。 ###

• 首先Redis 會在main 函數中呼叫aeSetBeforeSleepProc 函數將回寫套件的函數beforeSleep 註冊到eventLoop 中去；

##然後Redis 在呼叫aeMain 函數進行事件循環的時候都會判斷一下beforesleep 有沒有被設值，如果有，那麼就會進行調用；
beforesleep 函數裡面會調用到handleClientsWithPendingWrites 函數，它會呼叫writeToClient 將資料從緩衝區回寫給客戶端。

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