Redis教程:事件、客户端和服务器

1 事件

Redis服务器是一个事件驱动程序,服务器需要处理以下两类事情:

  • 文件事件(file event):Redis服务器通过套接字与客户端(或者其他Redis服务器)进行连接,而文件事件就是服务器对套接字操作的抽象。服务器与客户端(或者其他服务器)的通信会产生相应的文件事件,而服务器则通过监听并处理这些事件来完成一系列网络通信操作
  • 时间事件(time event):Redis服务器中的一些操作(比如serverCron函数)需要在给定的时间点执行,而时间事件就是服务器对这类定时操作的抽象

1.1 文件事件

Redis是基于Reactor模式开发了自己的网络事件处理器,这个处理器被称为文件事件处理器:

  • 文件事件处理器使用I/O多路复用程序来同时监听多个套接字,并根据套接字目前执行的任务来为套接字关联不同的事件处理器
  • 当被监听的套接字准备好执行连接应答(accept)、读取(read)、写入(write)、关闭(close)等操作时,与操作相对应的文件事件就会产生,这时文件事件处理器就会调用套接字之前关联好的事件处理器来处理这些事件

       虽然文件事件处理器以单线程方式运行,但通过使用I/O多路复用程序来监听多个套接字,文件事件处理器既实现了高性能的网络通信模型,又可以很好地与Redis服务器中其他同样以单线程方式运行的模块进行对接,这保持了Redis内部单线程设计的简单性。

1.2 时间事件

Redis的时间事件分为以下两类:

  • 定时事件:让一段程序在指定的时间之后执行一次。比如说,让程序X在当前时间的30毫秒之后执行一次
  • 周期性事件:让一段程序每隔指定时间就执行一次。比如说,让程序Y每隔30毫秒就执行一次

一个时间事件主要由以下三个属性组成:

  • id:服务器为时间事件创建的全局唯一ID(标识号)。ID号按从小到大的顺序递增,新事件的ID号比旧事件的ID号要大
  • when:毫秒精度的UNIX时间戳,记录了时间事件的到达(arrive)时间
  • timeProc:时间事件处理器,一个函数。当时间事件到达时,服务器就会调用相应的处理器来处理事件

一个时间事件是定时事件还是周期性事件取决于时间事件处理器的返回值:

  • 如果事件处理器返回ae.h/AE_NOMORE,那么这个事件为定时事件:该事件在达到一次之后就会被删除,之后不再到达
  • 如果事件处理器返回一个非AE_NOMORE的整数值,那么这个事件为周期性时间:当一个时间事件到达之后,服务器会根据事件处理器返回的值,对时间事件的when属性进行更新,让这个事件在一段时间之后再次到达,并以这种方式一直更新并运行下去。比如说,如果一个时间事件的处理器返回整数值30,那么服务器应该对这个时间事件进行更新,让这个事件在30毫秒之后再次到达

2 客户端

        Redis服务器状态结构的clients属性是一个链表,这个链表保存了所有与服务器连接的客户端的状态结构,对客户端执行批量操作,或者查找某个指定的客户端,都可以通过遍历clients链表来完成:

redis.h

struct redisServer {
    ……
    //一个链表,保存了所有客户端状态
    list *clients;            
    ……
};

2.1 客户端的创建和关闭

服务器使用不同的方式来创建和关闭不同类型的客户端,将介绍服务器创建和关闭客户端的方法。

创建普通客户端

      如果客户端是通过网络连接和服务器进行连接的普通客户端,那么在客户端使用connect函数连接到服务端时,服务器就会调用连接事件处理器,为客户端创建相应的客户端状态,并将这个客户端状态添加到服务器状态结构体中clients链表的末尾。

      举个栗子,假设当前有c1和c2两个普通客户端正在连接服务器,那么当一个新的普通客户端c3连接到服务器后,服务器会将c3所对应的客户端状态添加到clients链表的末尾,如图2-1所示,其中用虚线包围的就是服务器为c3新创建的客户端状态。

图2-1  服务器状态结构体的clients链表

关闭普通客户端

一个普通客户端可以因为多种原因而被关闭:

  •  如果客户端进程退出或者被杀死,那么客户端与服务器之间的网络连接将被关闭,从而造成客户端被关闭
  • 如果客户端向服务器发送了带有不符合协议格式的命令请求,那么这个客户端也会被服务器关闭
  • 如果客户端成为了CLIENTKILL命令的目标,那么它也会被关闭
  • 如果用户为服务器设置了timeout配置选项,那么当客户端的空转时间超过timeout选项设置的值时,客户端将被关闭。不过timeout选项有一些例外情况:如果客户端是主服务器(打开了REDIS_MASTER标志),从服务器(打开了REDIS_SLAVE标志),正在被BLPOP等命令阻塞(打开了REDIS_BLOCKED标志),或者正在执行SUBSCRIBE, PSUBSCRIBE等订阅命令,那么即使客户端的空转时间超过了timeout选项的值,客户端也不会被服务器关闭
  • 如果客户端发送的命令请求的大小超过了输入缓冲区的限制大小(默认为1GB),那么这个客户端会被服务器关闭
  • 如果要发送给客户端的命令回复的大小超过了输出缓冲区的限制大小,那么这个客户端会被服务器关闭

       前面介绍输出缓冲区的时候提到过,可变大小缓冲区由一个链表和任意多个字符串对象组成,理论上来说,这个缓冲区可以保存任意长度的命令回复。但为了避免客户端回复过大,占用过多服务器资源,服务器会时刻检查客户端的输出缓冲区的大小,并在缓冲区的大小超出范围时,执行相应的限制操作。服务器使用两种模式来限制客户端输出缓冲的大小:

  • 硬性限制(hard limit):如果输出缓冲区的大小超过了硬性限制所设置的大小,那么服务器立即关闭客户端
  • 软性限制(soft limit):如果输出缓冲区的大小超过了软性限制所设置的大小,但还没有超过硬性限制,那么服务器将使用服务器状态结构的 obuf_soft_limit_reached_time 属性记录下客户端到达软性限制的起始时间,之后服务器会继续监视客户端,如果输出缓冲区的大小一直超出软性限制,并且持续时间超过服务器设定的时长,那么服务器就会关闭客户端,相反地,如果客户端在指 定时间内不再超出软性限制,那么客户端就不会被关闭,并且obuf_soft_limit_reached_time也会被清零

 

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