《Redis读书笔记》事件设计

待我称王封你为后i 2023-06-22 06:26 19阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  事件
     *   *  文件事件
         *   *  文件事件处理器
             *  文件事件分派器
             *  连接应答处理器
             *  命令请求处理器
             *  命令回复处理器
         *  时间事件
         *  源码实现
         *  参考资料

## 事件 ##

### 文件事件 ###

> 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（或者其它服务器）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的网络通信操作

#### 文件事件处理器 ####

1.  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，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
2.  当被监听的套接字准备好执行连接应答、读取、写入、关闭等操作时，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**事件处理器来处理对应事件。

整个流程的效果如下：

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J45wObL9-1576319311937)(EBA5BE0961CB4F6D9631CB6ACE84328D)\]][img-J45wObL9-1576319311937_EBA5BE0961CB4F6D9631CB6ACE84328D]

1.  当套接字变得**可读**时（客户端对套接字执行write操作,或者执行close操作）,或者有新的可应答(**acceptable**)套接字出现时(**客户端**对**服务器**的监听**套接字**执行connect操作),套接字产生**AE\_READABLE**事件。
2.  当套接字变得**可写**时（客户端对套接字执行read操作）,套接字产生AE\_WRITABLE事件。

一句话总结一下就是利用了操作系统的select/epoll机制，实现了一个reactor模型。

> 反应器设计模式(Reactor pattern)是一种为处理并发服务请求，并将请求提交到一个或者多个服务处理程序的事件设计模式。当客户端请求抵达后，服务处理程序使用多路分配策略，由一个非阻塞的线程来接收所有的请求，然后派发这些请求至相关的工作线程进行处理。https://mp.weixin.qq.com/s/FRg\_lSHDiZofzTZApU6z9Q

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly93dWh1bGFsYS5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 文件事件分派器 ####

遍历所有已产生的事件，调用相应的事件处理器来处理这些事件。

static int aeApiPoll(aeEventLoop *eventLoop, struct timeval *tvp) { 
        aeApiState *state = eventLoop->apidata;
        int retval, j, numevents = 0;
    
        memcpy(&state->_rfds,&state->rfds,sizeof(fd_set));
        memcpy(&state->_wfds,&state->wfds,sizeof(fd_set));
        // select 函数
        retval = select(eventLoop->maxfd+1,
                    &state->_rfds,&state->_wfds,NULL,tvp);
        if (retval > 0) { 
            for (j = 0; j <= eventLoop->maxfd; j++) { 
                int mask = 0;
                aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[j];
    
                if (fe->mask == AE_NONE) continue;
                if (fe->mask & AE_READABLE && FD_ISSET(j,&state->_rfds))
                    mask |= AE_READABLE;
                if (fe->mask & AE_WRITABLE && FD_ISSET(j,&state->_wfds))
                    mask |= AE_WRITABLE;
                eventLoop->fired[numevents].fd = j;
                eventLoop->fired[numevents].mask = mask;
                numevents++;
            }
        }
        return numevents;
    }

#### 连接应答处理器 ####

> networking.c acceptTcpHandler 函数是Redis的连接应答处理器。是用于对于连接服务器监听套接字的客户端进行应答。

1.  Redis服务器初始化 => 关联服务监听套接字的AE\_READABLE事件和连接应答处理器
2.  客户端连接服务器 =》套接字产生AE\_READABLE 事件 => 连接应答处理器处理

void acceptTcpHandler(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) { 
        int cport, cfd, max = MAX_ACCEPTS_PER_CALL;
        char cip[NET_IP_STR_LEN];
        UNUSED(el);
        UNUSED(mask);
        UNUSED(privdata);
    
        while(max--) { 
            cfd = anetTcpAccept(server.neterr, fd, cip, sizeof(cip), &cport);
            if (cfd == ANET_ERR) { 
                if (errno != EWOULDBLOCK)
                    serverLog(LL_WARNING,
                        "Accepting client connection: %s", server.neterr);
                return;
            }
            serverLog(LL_VERBOSE,"Accepted %s:%d", cip, cport);
            acceptCommonHandler(connCreateAcceptedSocket(cfd),0,cip);
        }
    }

#### 命令请求处理器 ####

> networking/readQueryFromClient 负责从套接字中读入客户端的请求。

1.  Redis客户端连接服务器成功(即连接应答处理器成功) => 将客户端对应套接字的AE\_READABLE和命令请求处理器关联
2.  客户端发出请求 =》套接字产生AE\_READABLE 事件 =》 执行相应的套接字读入操作

***所以命令请求处理器是在客户端连接上之后由Redis将对应的套接字将之前关联到命令请求处理器上面，所以这里是不是之前和连接应答处理器的关联关系已被删除？***

当客户端成功连接到服务器的时候，服务端会把客户端套接字的AE\_READABLE事件与命令请求处理器关联，一直保持到客户端被释放。

#### 命令回复处理器 ####

1.  当服务器命令回复需要传送给客户端的时候 => 服务器会将客户端的套接字的AE\_WRITEABLE关联起来。
2.  客户端准备好接受服务端的命令回复时，会产生AE\_WRITEABLE => 命令回复处理器处理 => 执行套接字写入动作

***那么客户端和服务端可以同时写吗？***

**支持**的，因为Redis是TCP协议的，是全双工字节流。

*  全双工：意味着，TCP的收发是可以同时进行的。亦即接收的时候可以发送，发送的时候也可以接收，两者互不冲突，可同时进行。
 *  字节：意味着，无论物理层或链路层收到的数据是否为一个个二进制位的数据，在TCP层接收到的数据一定是一个个字节。
 *  流：意味着，socket的数据无头无尾，就像流水一样，如果从中间任意位置起，你无法知道一个消息包确切的开始或结束位置，除非从TCP的头开始算起。

### 时间事件 ###

> 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.  定时事件：让一段程序在指定的时间执行一次。
2.  周期性事件：让一段程序每隔指定事件就执行一次。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly93dWh1bGFsYS5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

日期时间由三部分组成：

*  id： 服务器为时间事件穿件的全局唯一ID
 *  when：毫秒精度的UNIX时间戳，记录了时间事件的到达事件
 *  timeProc: 时间事件处理器

多个时间事件是通过无序链表来实现的。

### 源码实现 ###

1.  **连接**数据结构定义

struct connection { 
        ConnectionType *type;
        ConnectionState state;
        int flags;
        int last_errno;
        void *private_data;
        ConnectionCallbackFunc conn_handler;
        ConnectionCallbackFunc write_handler;
        ConnectionCallbackFunc read_handler;
        int fd;
    };

1.  event

typedef struct aeFileEvent { 
        int mask; /* one of AE_(READABLE|WRITABLE|BARRIER) */
        aeFileProc *rfileProc;
        aeFileProc *wfileProc;
        void *clientData;
    } aeFileEvent;

### 参考资料 ###

1.  https://blog.csdn.net/waisock2017/article/details/78388380 TCP的socket编程中“全双工的字节流”含义的深刻理解
2.  https://www.cnblogs.com/JenningsMao/p/9927641.html 用 epoll 写一个socket双工通信

[img-J45wObL9-1576319311937_EBA5BE0961CB4F6D9631CB6ACE84328D]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191214182849581.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly93dWh1bGFsYS5ibG9nLmNzZG4ubmV0,size_16,color_FFFFFF,t_70
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