《Redis设计与实现》读书笔记-客户端

1.Client简介

2.客户端属性

1）（本文重点）比较通用的属性

2）（后续分享）另外一类是和特定功能相关的属性

2.1套接字文件描述符

2.2名字

2.3标志（flag）

2.4输入缓冲区

2.5命令参数和个数

2.6命令函数

2.7输出缓冲区

3.总结

1.Client简介

Redis 服务器是典型的一对多服务器程序：一个服务器可以与多个客户端建立网络连接，
每个客户端可以向服务器发送命令请求，而服务器则接收并处理客户端发送的命令请求，并
向客户端返回命令回复。
通过使用由1/0多路复用技术实现的文件事件处理器，Redis 服务器使用单线程单进程
的方式来处理命令请求，并与多个客户端进行网络通信。
对于每个与服务器进行连接的客户端，服务器都为这些客户端建立了相应的redis.h/
redisclient 结构（客户端状态），这个结构保存了客户端当前的状态信息，以及执行相
关功能时需要用到的数据结构，其中包括：

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连表完成。

2.客户端属性

客户端状态包含的属性可以分为两类：

1）（本文重点）比较通用的属性

这些属性很少与特定功能相关，无论客户端执行的是什么
工作，它们都要用到这些属性。

2）（后续分享）另外一类是和特定功能相关的属性

比如操作数据库时需要用到的ab 属性和dictid属性，执行事务时需要用到的mstate 属性，以及执行 WATCH命令时需要用到的watched_keys 属性等等。
本章将对客户端状态中比较通用的那部分属性进行介绍，至于那些和特定功能相关的属
性，后面会继续分享。

2.1套接字文件描述符

客户端状态的fd属性记录了套接字描述符。

tydedef struct redisClient{

    int fd;
}

根据客户端类型的不同，fd属性的值可以是-1或者是大于-1 的整数：
1）伪客户端（fake client）的fd属性的值为-1：伪客户端处理的命令请求来源于AOF
文件或者Lua脚本，而不是网络，所以这种客户端不需要套接字连接，自然也不需
要记录套接字描述符。目前 Redis 服务器会在两个地方用到伪客户端，一个用于载
人AOF 文件并还原数据库状态，而另一个则用于执行Lua 脚本中包含的Redis命令。

2） 普通客户端的Ed属性的值为大于-1的整数：普通客户端使用套接字来与服务器进
行通信，所以服务器会用fd 属性来记录客户端套接字的描述符。因为合法的套接字
描述符不能是-1，所以普通客户端的套接字描述符的值必然是大于-1 的整数。

2.2名字

在默认情况下，一个连接到服务器的客户端是没有名字的。
比如在下面展示的 CLIENT list命令示例中，两个客户端的name 域都是空白的：

设置名字：setname命令

2.3标志（flag）

用了记录client的角色，以及处于什么状态。

tydedef struct redisClient{

    int flags;
}

每个标志使用一个常量表示，一部分标志记录了客户端的角色：
1）在主从服务器进行复制操作时，主服务器会成为从服务器的客户端，而从服务器也
会成为主服务器的客户端。REDIS_MASTER 标志表示客户端代表的是一个主服务
器，REDIS_SLAVE 标志表示客户端代表的是一个从服务器。
REDIS_PRE_PSYNC标志表示客户端代表的是一个版本低于 Redis2.8的从服务器，
主服务器不能使用PSYNC命令与这个从服务器进行同步。这个标志只能在 REDIS_
SLAVE 标志处于打开状态时使用。
2）REDIS_LUA_CLIENT标识表示客户端是专门用于处理Lua 脚本里面包含的 Redis
命令的伪客户端。
而另外一部分标志则记录了客户端目前所处的状态：
3） REDIS_MONITOR标志表示客户端正在执行MONITOR命令。
4）REDIS_UNIX_SOCKET 标志表示服务器使用 UNIX 套接字来连接客户端。
5） REDIS_BLOCKED 标志表示客户端正在被 BRPOP、BLPOP等命令阻塞。
6） REDISUNBLOCKED 标志表示客户端已经从 REDIS_BLOCKED 标志所表示的阻塞状

2.4输入缓冲区

用于保存客户端发送的命令请求

最大限制：1G

tydedef struct redisClient{

    sds querybuf;
}

2.5命令参数和个数

在服务器将客户端发送的命令请求保存到客户端状态的querybuf 属性之后，服务器
将对命令请求的内容进行分析，并将得出的命令参数以及命令参数的个数分别保存到客户端
状态的 argv 属性和 argc属性：

argv 属性是一个数组，数组中的每个项都是一个字符串对象，其中 argv［0］是要执
行的命令，而之后的其他项则是传给命令的参数。
argc属性则负责记录 argv 数组的长度。

2.6命令函数

当服务器从协议内容中分析并得出 argv 属性和 arge 属性的值之后，服务器将根据项
argv 101的值，在命令表中查找命令所对应的命令实现函数。
图13-7展示了一个命令表示例，该表是一个字典，字典的键是一个 SDS结构，保存
了命令的名字，字典的值是命令所对应的rediscommand 结构，这个结构保存了命令的实
现函数、命令的标志、命令应该给定的参数个数、命令的总执行次数和总消耗时长等统计
信息。

2.7输出缓冲区

服务端执行命令的回复，会保存到输出缓冲区，共2个缓冲区

1）固定大小：存OK，错误命令，简单的字符串，整数值

2）可变的：长字符串，列表，集合等。

通过使用链表来连接多个字符串对象，服务器可以为客户端保存一个非常长的命令回复，而不必受到固定大小缓冲区16KB大小的限制。

3.总结

口客户端状态的Elags 属性使用不同标志来表示客户端的角色，以及客户端当前所处
的状态。
口输人缓冲区记录了客户端发送的命令请求，这个缓冲区的大小不能超过1GB。
口命令的参数和参数个数会被记录在客户端状态的 argv 和 argc 属性里面，而 cmd
属性则记录了客户端要执行命令的实现函数。
口客户端有固定大小缓冲区和可变大小缓冲区两种缓冲区可用，其中固定大小缓冲区
的最大大小为16 KB，而可变大小缓冲区的最大大小不能超过服务器设置的硬性限
制值。
口输出缓冲区限制值有两种，如果输出缓冲区的大小超过了服务器设置的硬性限制，
那么客户端会被立即关闭；除此之外，如果客户端在一定时间内，一直超过服务器
设置的软性限制，那么客户端也会被关闭。
口当一个客户端通过网络连接连上服务器时，服务器会为这个客户端创建相应的客户
端状态。网络连接关闭、发送了不合协议格式的命令请求、成为 CLIENT KILL 命令
的目标、空转时间超时、输出缓冲区的大小超出限制，以上这些原因都会造成客户
端被关闭。
口处理Lua 脚本的伪客户端在服务器初始化时创建，这个客户端会一直存在，直到服
务器关闭。
口载人AOF 文件时使用的伪客户端在载人工作开始时动态创建，载人工作完毕之后关闭。