Redis原始碼閱讀,從入門到放棄|極客時間

你好,我是蔣德鈞,中科院計算所副研究員。

作為後端工程師,我們在面試和工作中都會用到 Redis,特別是大型網際網路公司面試時,不僅要求面試者能簡單使用 Redis,還要求懂 Redis 原始碼層面的實現原理,具備解決常見問題的能力。可以說,熟練使用 Redis 僅僅是入門,能夠真正掌握 Redis 原始碼才是真正的考驗。

不過,我們平常接觸不到原始碼層面的東西,更多的只是將 Redis 作為一個快取系統或資料庫來存取資料。因此大多數工程師在排查問題故障點,或是技術面試時,都還是可能會遇到阻礙。

舉個簡單的例子,Redis 在執行過程中,隨著儲存資料的增加,會進行 rehash 操作,而此操作會對 Redis 的效能造成一定影響。如果要快速定位問題,就需要了解 rehash 的具體觸發時機,包括觸發條件,以及操作過程中會對觸發條件進行判斷等等。

但是,從 Rehash 具體到 Redis ,會面臨很多複雜的現實問題:

雜湊表的負載因子是怎麼算的?

除負載因子這一條件外,是否還有其他觸發條件?

rehash 觸發條件的判斷在哪些函式中進行呼叫?

解答這些問題最好的辦法就是:

閱讀和學習 Redis 原始碼。

透過學習原始碼,來進一步掌握 Redis 的實現細節,瞭解關鍵設計原理和機制。而 Redis 執行過程中要判斷和處理的各種條件,這也正對應了效能、故障問題的排查思路,所以能更高效地解決問題。

這裡,分享給你一幅「 Redis 原始碼的全景圖」,其中包含了要學習的程式碼檔案、每個功能特性上涉及的關鍵技術和設計思想,這樣你能更快地從整體上掌握 redis 原始碼的結構。

需要注意的是,閱讀原始碼時要有目標牽引和原理支撐,Redis 功能模組資料較多,實現難度也大,先了解其基本原理,便於你理解程式碼邏輯。同時,要先主線邏輯再分支細節,這樣才能高效閱讀程式碼。

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上面這張圖就出自我手,我是蔣德鈞,中科院計算所副研究員。長期致力於 Redis 研究,與阿里、螞蟻金服、百度、華為、中興等公司開展了多種專案合作,具有豐富的 Redis 實戰經驗,申請了 NVM (非易失記憶體)相關專利二十多項。

最近,我在極客時間再次推出了專欄

《Redis 原始碼剖析與實戰》

。在專欄中,我總結了一條高效的 Redis 原始碼學習路徑,帶你吃透 Redis 系統設計思路,並掌握計算機系統設計思想,和經典 C 語言的開發技巧。此外,我還解析了不少 Redis 高頻面試題目,相信能助你輕鬆通關面試。

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閱讀原始碼本身就是個辛苦的過程,尤其是像 Redis 這樣的系統軟體。但是,一旦掌握了閱讀方法,便掌握了主動權,可以對 Redis 有個面全認識。並且,隨著 Redis 程式碼的迭代更新,能第一時間掌握新發展和新變化,並快速將其應用到實際工作中。

同時,Redis 原始碼是一份優秀的 C 語言程式設計學習素材,可以幫助你掌握編碼規範和技巧。Redis 還是一個非常經典的記憶體資料庫,設計與實現時,會涉及單機鍵值資料庫和分散式系統的關鍵技術,非常有助於學習和掌握計算機系統設計思想,實現職業能力進階。

大標題我是如何講解 Redis 原始碼的?

Redis 不僅提供了豐富的資料型別,還能構建成主從叢集、切片叢集,分別提升 Redis 使用的可靠性和可擴充套件性。因此,針對 Redis 功能特性,我把這門課程分成五大模組,具體如下:

第一個模組:資料結構。

你將學習 Redis 主要資料結構的設計思想和實現,包括字串的實現方法、記憶體緊湊型結構的設計、雜湊表效能最佳化設計,以及 ziplist、quicklist、listpack、跳錶的設計與實現等等。

第二個模組:網路通訊與執行模型。

你將掌握 Redis server 的啟動流程、高效能網路通訊設計與實現、事件驅動框架的設計與實現、Redis 執行緒型別的設計和最佳化等等。

第三個模組:快取。

你將瞭解常見快取替換演算法如何從原理轉變為程式碼。

第四個模組:可靠性保證。

你將掌握 RDB、AOF 的具體實現,分散式系統中 Raft 一致性協議的設計實現,故障切換的關鍵程式碼實現等等。

第五個模組:切片叢集。

你將學習到 Redis 切片叢集中關鍵機制的設計與實現,包括 Gossip 通訊協議、請求重定向、資料遷移等等。

最後,在學習這五類模組中的關鍵原始碼外,我還會介紹對應的計算機系統設計思想,和 Redis 原始碼中使用的一些程式設計技巧,這樣你可以應用到自己的程式開發中。

說了那麼多,看看目錄吧

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