redis是如何初始化Server-源码的

小咪咪 2023-09-25 23:17 12阅读 0赞

## 初始化Server ##

hello，又到了本期的博客了，这一期我将会给大家介绍启动时redis是如何初始化网络状态的，大家一起快乐的学习吧！！

先看一看初始化server在main函数被调用的代码：

int main(int argc char * argv[])
    {
        loadServerConfig(server.configfile, config_from_stdin, options);
         /*
         	*****
         */
        initServer();
       /*
       		****
         */
    }
    复制代码

当将配置文件加载到全局变量server中时，这时redis就会根据配置文件中的内容去初始化服务端状态了，server在全局中的定义如下：

/* Global vars */
    struct redisServer server; /* Server global state */
    复制代码

接下来我们来看看初始化server具体干了哪些事情。

### 1 信号 ###

signal(SIGHUP, SIG_IGN);
        signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
        setupSignalHandlers();
        makeThreadKillable();
    复制代码

> `signal(SIGHUP, SIG_IGN)`用于`忽略SIGHUP信号`，它是一种在Unix和类Unix操作系统中广泛使用的信号。在Unix系统中，当控制终端挂起时，会向进程组中的所有进程发送SIGHUP信号，通常用于重新初始化进程。通常情况下，当一个进程接收到SIGHUP信号时，它会终止执行，但使用`signal(SIGHUP, SIG_IGN)`可以忽略这个信号，从而避免进程被终止。在上面的代码中，当Redis服务器接收到SIGHUP信号时，它不会做任何事情。
> 
> `signal(SIGPIPE, SIG_IGN)` 的作用是`忽略对于管道/套接字等读取端已经关闭的写入操作而产生的`SIGPIPE`信号`。在使用网络套接字进行通信时，如果对方断开连接，而当前套接字仍然在写数据，那么就会产生 `SIGPIPE` 信号，程序默认情况下会退出。通过将 `SIGPIPE` 信号的处理函数设置为 `SIG_IGN`，程序将忽略该信号，避免程序异常退出。

void setupSignalHandlers(void) {
        struct sigaction act;
    
        /* When the SA_SIGINFO flag is set in sa_flags then sa_sigaction is used.
         * Otherwise, sa_handler is used. */
        sigemptyset(&act.sa_mask);
        act.sa_flags = 0;
        act.sa_handler = sigShutdownHandler;
        sigaction(SIGTERM, &act, NULL);
        sigaction(SIGINT, &act, NULL);
    
        sigemptyset(&act.sa_mask);
        act.sa_flags = SA_NODEFER | SA_RESETHAND | SA_SIGINFO;
        act.sa_sigaction = sigsegvHandler;
        if(server.crashlog_enabled) {
            sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);
            sigaction(SIGBUS, &act, NULL);
            sigaction(SIGFPE, &act, NULL);
            sigaction(SIGILL, &act, NULL);
            sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
        }
        return;
    }
    复制代码

`setupSignalHandlers()`函数用于设置Redis进程的信号处理程序。在Unix/Linux系统中，信号是一种异步通信机制，用于处理进程之间的异步事件。在Redis中，有多种信号可以被处理，比如`SIGTERM`表示终止进程，`SIGINT`表示中断进程等。通过设置信号处理程序，Redis可以对这些异步事件做出响应，例如在`SIGTERM`信号到来时进行清理工作并优雅地关闭Redis进程。

首先，使用 `sigemptyset` 函数初始化一个信号集，将其存储在 `act.sa_mask` 中，以便在信号处理器运行时阻塞其他信号。然后将 `act.sa_flags` 设置为 0，表明使用默认行为，即不使用 `SA_RESTART` 重新启动系统调用。最后，将 `act.sa_handler` 设置为 `sigShutdownHandler` 函数，表示在接收到信号时调用 `sigShutdownHandler` 函数进行处理。此函数用于处理 `SIGTERM` 和 `SIGINT` 信号，以使 Redis 正常退出。

首先，`sigemptyset(&act.sa_mask)` 会将 `act.sa_mask` 初始化为空集，这是为了在信号处理函数运行期间防止进程收到其他信号。

接着，`act.sa_flags = SA_NODEFER | SA_RESETHAND | SA_SIGINFO;`设置了信号处理选项。其中，`SA_NODEFER` 表示在信号处理函数执行期间禁止该信号被阻塞，`SA_RESETHAND` 表示在信号处理函数执行完毕后将该信号处理方式重置为默认值，`SA_SIGINFO` 表示使用带有三个参数的 `sa_sigaction` 处理函数。

最后，`act.sa_sigaction = sigsegvHandler` 设置了信号处理函数。如果进程收到SIGSEGV信号，就会调用 `sigsegvHandler` 函数。

捕获SIGSEGV、SIGBUS、SIGFPE、SIGILL和SIGABRT信号。如果服务器的crashlog\_enabled选项设置为true，则向这些信号注册sigsegvHandler()函数作为信号处理程序。如果这些信号被触发，它们将调用sigsegvHandler()函数。此函数是Redis的默认崩溃日志记录器，它将记录崩溃时的上下文信息并尝试将其写入服务器的日志文件。

makeThreadKillable()
    复制代码

`makeThreadKillable()`函数的作用是将当前线程标记为可被取消的状态。在使用线程时，当线程处于某些关键代码段时，如果接收到取消请求，可能会造成资源泄漏等问题，因此需要将线程标记为可被取消的状态，以便在接收到取消请求时，线程可以安全地停止执行。此函数通常在执行长时间操作的线程中使用，例如执行文件I/O或网络I/O的线程。

### 2 日志 ###

if (server.syslog_enabled) {
            openlog(server.syslog_ident, LOG_PID | LOG_NDELAY | LOG_NOWAIT,
                server.syslog_facility);
        }
    
    复制代码

这段代码的作用是在启用syslog的情况下，调用openlog函数打开syslog服务，并设置syslog\_ident、syslog\_facility等参数。syslog是一个系统日志服务，用于记录操作系统或者应用程序的日志信息。在Redis中，如果启用了syslog，Redis就会把一些重要的日志信息输出到syslog中，以方便用户查看和分析。openlog是syslog服务提供的一个函数，用于打开syslog服务，并设置相关参数。参数LOG\_PID表示在每条日志信息中加入当前进程ID，参数LOG\_NDELAY表示打开syslog服务时不会等待，参数LOG\_NOWAIT表示在写入日志信息时，不会等待syslog进程返回。

### 3 初始化数据结构和变量 ###

server.aof_state = server.aof_enabled ? AOF_ON : AOF_OFF;
        server.hz = server.config_hz;
        server.pid = getpid();
        server.in_fork_child = CHILD_TYPE_NONE;
        server.main_thread_id = pthread_self();
        server.current_client = NULL;
        server.errors = raxNew();
        server.fixed_time_expire = 0;
        server.in_nested_call = 0;
        server.clients = listCreate();
        server.clients_index = raxNew();
        server.clients_to_close = listCreate();
        server.slaves = listCreate();
        server.monitors = listCreate();
        server.clients_pending_write = listCreate();
        server.clients_pending_read = listCreate();
        server.clients_timeout_table = raxNew();
        server.replication_allowed = 1;
        server.slaveseldb = -1; /* Force to emit the first SELECT command. */
        server.unblocked_clients = listCreate();
        server.ready_keys = listCreate();
        server.tracking_pending_keys = listCreate();
        server.clients_waiting_acks = listCreate();
        server.get_ack_from_slaves = 0;
        server.client_pause_type = CLIENT_PAUSE_OFF;
        server.client_pause_end_time = 0;
        memset(server.client_pause_per_purpose, 0,
               sizeof(server.client_pause_per_purpose));
        server.postponed_clients = listCreate();
        server.events_processed_while_blocked = 0;
        server.system_memory_size = zmalloc_get_memory_size();
        server.blocked_last_cron = 0;
        server.blocking_op_nesting = 0;
        server.thp_enabled = 0;
        server.cluster_drop_packet_filter = -1;
        server.reply_buffer_peak_reset_time = REPLY_BUFFER_DEFAULT_PEAK_RESET_TIME;
        server.reply_buffer_resizing_enabled = 1;
         = NULL;
    复制代码

这是 Redis 服务器在启动时初始化的一些变量和数据结构。以下是每个变量的简要说明：

*  server.aof\_state: 标志是否启用 AOF（Append Only File）持久化，初始化为启用或禁用状态。
 *  server.hz: Redis 服务器的运行频率，即每秒执行的事件循环次数。
 *  server.pid: Redis 服务器的进程 ID。
 *  server.in\_fork\_child: 标记当前进程是否为子进程，初始为 NONE。
 *  server.main\_thread\_id: Redis 服务器的主线程 ID。
 *  server.current\_client: 当前客户端，初始为 NULL。
 *  server.errors: 存储 Redis 服务器发生的错误，以及错误发生的次数和时间戳等信息。
 *  server.fixed\_time\_expire: 指定某些键的过期时间是否为固定时间。
 *  server.in\_nested\_call: 标记 Redis 服务器是否处于嵌套调用状态，初始为 0。
 *  server.clients: 存储所有已连接的客户端。
 *  server.clients\_index: 用于快速查找客户端。
 *  server.clients\_to\_close: 存储待关闭的客户端。
 *  server.slaves: 存储所有从服务器。
 *  server.monitors: 存储所有 MONITOR 客户端。
 *  server.clients\_pending\_write: 存储需要写入数据的客户端。
 *  server.clients\_pending\_read: 存储需要读取数据的客户端。
 *  server.clients\_timeout\_table: 存储客户端的超时时间。
 *  server.replication\_allowed: 标志是否允许复制，初始为允许。
 *  server.slaveseldb: 从服务器的当前数据库，初始化为 -1。
 *  server.unblocked\_clients: 存储非阻塞客户端。
 *  server.ready\_keys: 存储已就绪的键。
 *  server.tracking\_pending\_keys: 存储需要追踪的键。
 *  server.clients\_waiting\_acks: 存储等待客户端应答的客户端。
 *  server.get\_ack\_from\_slaves: 标志是否等待从服务器的应答。
 *  server.client\_pause\_type: 客户端暂停状态，初始化为未暂停。
 *  server.client\_pause\_end\_time: 客户端暂停结束时间，初始化为 0。
 *  server.client\_pause\_per\_purpose: 存储客户端暂停的原因和时间戳。
 *  server.postponed\_clients: 存储已推迟处理的客户端。
 *  server.events\_processed\_while\_blocked: 存储在阻塞状态下处理的事件数。
 *  server.system\_memory\_size: Redis 服务器可用的系统内存大小。
 *  server.blocked\_last\_cron: 记录 Redis 服务器最后一次被阻塞的时间。
 *  server.blocking\_op\_nesting: 阻塞操作的嵌套深度，初始为 0。
 *  server.thp\_enabled: 是否启用 Transparent Huge Pages。
 *  server.cluster\_drop\_packet\_filter: 集群节点间通信中过滤器的编号，初始化为 -1。
 *  server.reply\_buffer\_peak\_reset\_time: Redis 回复缓冲区的峰值重置时间
 *  server.client\_mem\_usage\_buckets跟踪客户端的内存使用情况,如果为`NULL`表示未启用内存使用统计。

### 4 重置服务器缓冲区 ###

void resetReplicationBuffer(void) {
        server.repl_buffer_mem = 0;
        server.repl_buffer_blocks = listCreate();
        listSetFreeMethod(server.repl_buffer_blocks, (void (*)(void*))zfree);
    }
    复制代码

resetReplicationBuffer()是Redis服务器中的一个函数，用于重置服务器的复制缓冲区。

复制缓冲区是Redis用来**存储复制操作期间生成的命令的缓冲区**。这些命令会被发送给从服务器，以便它们可以复制主服务器上执行的操作。**在复制期间，如果从服务器断开连接或出现其他错误，那么Redis将重置复制缓冲区以避免数据丢失或混淆。**

### 5 TLS ###

if ((server.tls_port || server.tls_replication || server.tls_cluster)
                    && tlsConfigure(&server.tls_ctx_config) == C_ERR) {
            serverLog(LL_WARNING, "Failed to configure TLS. Check logs for more info.");
            exit(1);
        }
    复制代码

这段代码片段是在服务器启动时检查是否需要配置 TLS，并尝试进行配置。如果服务器配置了 TLS 端口、TLS 复制或 TLS 集群，就会调用 `tlsConfigure` 函数进行配置。如果配置失败，会记录一条警告日志并退出服务器。这里使用了 `exit` 函数，因此服务器无法继续运行。

> TLS是Transport Layer Security（传输层安全协议）的缩写，是一种加密协议，用于保护计算机网络通信的安全。它是SSL（Secure Sockets Layer，安全套接字层）的继任者。TLS协议通过对数据进行加密、认证和完整性保护等手段来保证通信的安全性。在网络通信中，常用的应用层协议，如HTTP、SMTP、POP3等，都可以在TLS协议的基础上实现安全通信。

### 6 创建共享对象 ###

void createSharedObjects(void) {
        int j;
    
        /* Shared command responses */
        shared.crlf = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("\r\n"));
        shared.ok = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("+OK\r\n"));
        shared.emptybulk = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("$0\r\n\r\n"));
        shared.czero = createObject(OBJ_STR