Redis學習筆記（十）客戶端_ZenDei技術網路在線

Redis伺服器是典型的一對多伺服器程式：一個伺服器可以與多個客戶端建立網路連接，每個客戶端可以向伺服器發送命令請求，而伺服器則接收並處理客戶端發送的命令請求，並向客戶端返回命令回覆。通過使用由I/O多路復用技術實現的文件事件處理器，Redis伺服器使用單線程單進程的方式處理命令請求，並於多個客戶 ...

Redis伺服器是典型的一對多伺服器程式：一個伺服器可以與多個客戶端建立網路連接，每個客戶端可以向伺服器發送命令請求，而伺服器則接收並處理客戶端發送的命令請求，並向客戶端返回命令回覆。

通過使用由I/O多路復用技術實現的文件事件處理器，Redis伺服器使用單線程單進程的方式處理命令請求，並於多個客戶端進行網路通信。

每個與伺服器進行連接的客戶端，服務端都為這些客戶端建立相應的redisClient結構（客戶端狀態），保存客戶端當前的狀態信息，以及執行相關功能時需要用到的數據結構。

Redis伺服器狀態結構的clients屬性是一個鏈表，這個鏈表保存了所有與伺服器連接的客戶端的狀態結構，對客戶端執行批量操作，或者查找某個指定的客戶端，都可以通過遍歷clients鏈完成。

struct redisServer{
//一個鏈表，保存了所有客戶端狀態
list *clients;
}

1、客戶端狀態的fd屬性記錄了客戶端正在使用的套接字描述符

typedef struct redisClient{
int fd;
} redisClient;

根據客戶端的類型不同fd的屬性值可以是-1，或者是大於-1的整數：偽客戶端fd屬性為-1；普通客戶端的fd屬性值為大於-1的整數。

2、預設情況下一個連接到伺服器的客戶端是沒有名稱的，可以使用Client setname 命令為客戶端設置一個名稱。

3、客戶端的標誌屬性flags記錄了客戶端角色（role），以及客戶端狀態

typedef struct redisClient{
int flag;
} redisClient;

在主從伺服器進行複製操作時，主伺服器會成為從伺服器的客戶端，而從伺服器也會成為主伺服器的客戶端。

REDIS_MASTER 客戶端是一個主伺服器

REDIS_BLOCKED 客戶端正在被列表命令阻塞

REDIS_MULTI | REDIS_DIRTY_CAS 客戶端正在執行事務，但事務的安全性已經被破壞

REDIS_SLAVE | REDOS_PRE_PSYNC 客戶端是一個從伺服器，並且版本低於REDIS2.8

REDIS_LUA_CLIENT | REDIS_FORCE_AOF | REDIS_FORCE_REPL 這是專門執行Lua腳本包含的redis命令的偽客戶端，它強制伺服器將當前執行的命令寫入到AOF文件，並複製給從伺服器。

4、客戶端狀態的輸入緩衝區用戶保存客戶端發送的命令請求：

typedef struct redisClient {
sds querybuf;
} redisClient;

5、在伺服器將客戶端發送的命令請求保存在客戶端狀態的querybuf屬性後，伺服器將對命令請求的內容進行分析，並將得出的命令參數以及命令參數的個數分別保存到客戶端狀態的argv屬性和argc屬性：

typedef struct redisClient{
robj **argv;
int argc;
} redisClient;

argv屬性是一個數組，數組的每個項都是一個字元串隊形，其中avgv[0]是要執行的命令，其之後的其他項都是傳給命令的參數。

6、當伺服器從協議內容中分析並得出argv屬性和argc屬性的值之後，伺服器將根據項argv[0]的值，在命令表中查找命令所對應的實現函數。

命令表是一個字典表，字典的鍵是一個SDS結構，保存了命令的名字，字典值是命令的名字，字典值是命令所對應的redisCommand結構，這個結構保存了命令的實現函數、命令的標誌、命令應該給定的參數個數、命令的總執行次數和總耗時長等統計信息。

當程式在命令表中成功找到argv[0]所對應的redisCommand結構時，它會將客戶端狀態的cmd指針指向這個結構：

typedef struct redisClient{
struct redisCommand *cmd;
} redisClient;

之後，伺服器就可以使用cmd屬性所指向的redisCommand結構，以及argv、argc屬性中保存的命令參數信息，調用命令實現函數，執行客戶端指定的命令。

7、執行命令所得的命令回覆會被保存在客戶端狀態的輸出緩衝區裡面，每個客戶端有兩個輸出緩衝區可以用，一個緩衝區的大小是固定的，一個大小是可變的。

固定大小的緩衝區用於保存那些長度比較小的回覆，可變大小的緩衝區用於保存耐餓長度比較大的回覆。

客戶端的固定大小緩衝區由buf和bufpos兩個屬性組成

typedef struct redisClient{
char buf[REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES];//REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES 預設16 *1024  也就是說固定緩衝區預設 16k
int bufpos;//記錄已使用的位元組數量
} redisClient;

8、身份認證

客戶端狀態的authenticated屬性用於記錄客戶端是否通過了身份驗證：

typedef struct redisClient{
int authenticated;
} redisClient;

authenticated屬性僅在伺服器啟用了身份驗證功能的時候使用，如果伺服器沒有啟用的話，即使為0也不會拒絕客戶端的命令請求。

9、時間

typedef struct redisClient{
time_t ctime;//創建客戶端的時間 連接伺服器時長（秒）
time_t lastinteraction;//最後一次與伺服器互動時間，計算客戶端空轉時間
//記錄緩衝區第一次到達軟性限制的時間
time_t obuf_soft_limit_reached_time;
} redisClient;

如果客戶端是通過網路連接於伺服器進行連接的普通客戶端，那麼客戶端使用connect函數連接到伺服器時，伺服器就會調用連接事件處理器，為客戶端創建相應的客戶端狀態，並將這個新的客戶端狀態添加到伺服器狀態結構clients鏈表的末尾。

普通客戶端可以因為多種原因而被關閉：

客戶端進程退出或者被殺死，那麼客戶端與服務端的網路連接被關閉。

如果客戶端向服務端發送了帶有不符合協議的命令請求，那麼這個客戶端也會被關閉。

如果客戶端成為了CLIENT KILL命令的目標，那麼它也會被關閉。

如果服務端設置了timeout配置項，那麼客戶端的空轉事件超過timeout現象設置的值時，客戶端被關閉。

如果客戶端發送的命令請求的大小超過了輸入緩衝區的限制大小（預設1G），那麼客戶端會被伺服器關閉。

如果要發送給客戶端的命令回覆的大小超過了輸出緩衝區的限制大小，那麼這個客戶端會被伺服器關閉。

伺服器使用兩種模式來限制客戶端輸出緩衝區的大小：

1、硬性限制，如果輸出緩衝區的大小超過了硬性限制所設置的大小，那麼伺服器立即關閉客戶端。

2、軟性限制，如果輸出緩衝區的大小超過了軟性限制設置的大小，但沒有超過硬性設置的大小，obuf_soft_limit_reached_time屬性記錄下客戶端達到軟性限制的起始事件，之後伺服器會繼續監視客戶端，如果輸出緩衝區的大小一直超出軟性限制，並且持續時間超過伺服器設置的時長，那麼伺服器將關閉客戶端。

服務端會在初始化時創建負責執行Lua腳本中包含redis命令的偽客戶端，並將這個偽客戶端關聯在伺服器狀態結構的lua_client屬性中：

struct redisServer{
redisClient *lua_client;
}

lua_client 偽客戶端在伺服器運行的整個聲明周期中會一直存在，只有伺服器關閉時，這個客戶端才會關閉。

伺服器在載入AOF文件時，會創建用於執行AOF文件的Redis命令的偽客戶端，併在載入完成之後，關閉偽客戶端。

每天學一點，總會有收穫。

說明：尊重作者知識產權，文中內容參考《Redis設計與實現》，僅在此做學習與大家分享。

Redis學習筆記（十） 客戶端

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