从零单排学Redis【黄金】

发布时间：2025-11-04 23:35:20 来源：创站工坊 作者：IT科技类资讯

前言

只有光头才能变强

好的从零，今天我们要上黄金段位了，单排如果还没经历过青铜和白银阶段的黄金，可以先去蹭蹭经验再回来：

从零单排学Redis【青铜】

从零单排学Redis【白银】

看过相关Redis基础的从零同学可以知道Redis是单线程的，很多面试题也很可能会问到“为什么Redis是单排单线程的还那么快”。

这篇文章来讲讲单线程的黄金内部的原理。

文本力求简单讲清每个知识点，从零希望大家看完能有所收获

一、单排基础铺垫

在讲解Redis之前，黄金我们先来一些基础的从零铺垫，有更好的单排阅读体验。

1.1网路编程

我们在初学Java的黄金时候肯定会学过网络编程这一章节的，当时学完写的从零应用可能就是“网络聊天室”。

写出来的单排效果可能就是在console噼里啪啦的输入数据，然后噼里啪啦的黄金返回数据，亿华云就完事了..(扎心了)

网络编程可简单分为TCP和UPD两种，一般我们更多关注的是TCP。TCP网络编程在Java中封装成Socket和SocketServer，我们来回顾一下最简单的TCP网络编程吧：

TCP客户端

{

{

);

        OutputStream os = s.getOutputStream();

.getBytes());

        s.close();

    }

}

TCP服务端：

{

{

);

        Socket s = ss.accept();

        InputStream is = s.getInputStream();

];

 len = is.read(bys);

,len);

        String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();

 +str);

        s.close();

    }

}

上面的代码就可以实现：客户端向服务器发送数据，服务端能够接收客户端发送过来的数据。

1.2IO多路复用

之前我已经写过Java NIO的文章了，Java的NIO也是基于IO多路复用模型的，建议先去看一下再回来，文章写得挺详细和通俗的了：JDK10都发布了，nio你了解多少？

这里就简单回顾一下吧：

I/O多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符其中的任意一个进入读就绪状态、等等，select()函数就可以返回。香港云服务器

select/epoll的优势并不是对于单个连接能处理得更快，而是在于能处理更多的连接。

说白了，使用IO多路复用机制的，一般自己会有一套事件机制，使用一个线程或者进程监听这些事件，如果这些事件被触发了，则调用对应的函数来处理。

二、Redis事件

Redis服务器是一个事件驱动程序，主要处理以下两类事件：

文件事件：文件事件其实就是对Socket操作的抽象，Redis服务器与Redis客户端的通信会产生文件事件，服务器通过监听并处理这些事件来完成一系列的网络操作

时间事件：时间事件其实就是对定时操作的抽象，前面我们已经讲了RDB、AOF、定时删除键这些操作都可以由服务端去定时或者周期去完成，底层就是通过触发时间事件来实现的！

2.1文件事件

Redis开发了自己的服务器托管网络事件处理器，这个处理器被称为文件事件处理器。

文件事件处理器由四部分组成：

文件事件处理器使用I/O多路复用程序来同时监听多个Socket。当被监听的Socket准备好执行连接应答(accept)、读取(read)等等操作时，与操作相对应的文件事件就会产生，根据文件事件来为Socket关联对应的事件处理器，从而实现功能。

要值得注意的是：Redis中的I/O多路复用程序会将所有产生事件的Socket放到一个队列里边，然后通过这个队列以有序、同步、每次一个Socket的方式向文件事件分派器传送套接字。也就是说：当上一个Socket处理完毕后，I/O多路复用程序才会向文件事件分派器传送下一个Socket。

首先，IO多路复用程序首先会监听着Socket的AE_READABLE事件，该事件对应着连接应答处理器

可以理解简单成SocketServet.accpet()

此时，一个名字叫做3y的Socket要连接服务器啦。服务器会用连接应答处理器处理。创建出客户端的Socket，并将客户端的Socket与命令请求处理器进行关联，使得客户端可以向服务器发送命令请求。

相当于Socket s = ss.accept();，创建出客户端的Socket，然后将该Socket关联命令请求处理器

此时客户端就可以向主服务器发送命令请求了

假设现在客户端发送一个命令请求set Java3y "关注、点赞、评论"，客户端Socket将产生AE_READABLE事件，引发命令请求处理器执行。处理器读取客户端的命令内容，然后传给对应的程序去执行。

客户端发送完命令请求后，服务端总得给客户端回应的。此时服务端会将客户端的Scoket的AE_WRITABLE事件与命令回复处理器关联。

最后客户端尝试读取命令回复时，客户端Socket产生AE_WRITABLE事件，触发命令回复处理器执行。当把所有的回复数据写入到Socket之后，服务器就会解除客户端Socket的AE_WRITABLE事件与命令回复处理器的关联。

最后以《Redis设计与实现》的一张图来概括：

2.2时间事件

持续运行的Redis服务器会定期对自身的资源和状态进行检查和调整，这些定期的操作由serverCron函数负责执行，它的主要工作包括：

更新服务器的统计信息(时间、内存占用、数据库占用)

清理数据库的过期键值对

AOF、RDB持久化

如果是主从服务器，对从服务器进行定期同步

如果是集群模式，对进群进行定期同步和连接

…

Redis服务器将时间事件放在一个链表中，当时间事件执行器运行时，会遍历整个链表。时间事件包括：

周期性事件(Redis一般只执行serverCron时间事件，serverCron时间事件是周期性的)

定时事件

2.3时间事件和文件事件

文件事件和时间事件之间是合作关系，服务器会轮流处理这两种事件，并且处理事件的过程中不会发生抢占。

时间事件的实际处理事件通常会比设定的到达时间晚一些

三、Redis多线程为什么快？

1）纯内存操作

2）核心是基于非阻塞的IO多路复用机制

3）单线程避免了多线程的频繁上下文切换问题

四、客户端与服务器

在《Redis设计与实现》中各用了一章节来写客户端与服务器，我看完觉得比较底层的东西，也很难记得住，所以我决定总结一下比较重要的知识。如果以后真的遇到了，再来补坑~

服务器使用clints链表连接多个客户端状态，新添加的客户端状态会被放到链表的末尾

一个服务器可以与多个客户端建立网络连接，每个客户端可以向服务器发送命令请求，而服务器则接收并处理客户端发送的命令请求，并向客户端返回命令回复。

Redis服务器使用单线程单进程的方式处理命令请求。在数据库中保存客户端执行命令所产生的数据，并通过资源管理来维持服务器自身的运转。

4.1客户端

客户端章节中主要讲解了Redis客户端的属性(客户端状态、输入/输出缓冲区、命令参数、命令函数等等)

    sds querybuf;  

 argc;   

    robj **argv;  

 flags;             

 authenticated;     

 obuf_soft_limit_reached_time;

 bufpos;

 buf[REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES];

}

4.2服务端

服务器章节中主要讲解了Redis服务器读取客户端发送过来的命令是如何解析，以及初始化的过程。

服务器从启动到能够处理客户端的命令请求需要执行以下的步骤：

初始化服务器状态

载入服务器配置

初始化服务器的数据结构

还原数据库状态

执行事件循环

总的来说是这样子的：

:

;

;

        aeProcessEvents()

    clean_server();

从客户端发送命令道完成主要包括的步骤：

客户端将命令请求发送给服务器

服务器读取命令请求，分析出命令参数

命令执行器根据参数查找命令的实现函数，执行实现函数并得出命令回复

服务器将命令回复返回给客户端

相关文章