redis 事件驱动机制

ms133

　　redis基于事件驱动构建服务，有两种事件类型，文件事件FileEvent，和时间事件TimeEvent。

1，文件事件
　　以多路IO复用程序来同事监听多个套接字，处理网络连接的应答，读取，写入和关闭操作，并根据执行任务的不同分配不同的事件处理器来处理。

    a, 结构体

/* File event structure */
/* 文件事件结构体 */
typedef struct aeFileEvent {
//只为读事件或者写事件中的1种
int mask; /* one of AE_(READABLE|WRITABLE) */
//读事件方法, 根据不同任务关联不同的处理器,如应答、请求..
aeFileProc *rfileProc;
//写事件方法,根据不同任务关联不同的处理器,如写入..
aeFileProc *wfileProc;
//客户端数据,指向 redisClient 的指针
void *clientData;
} aeFileEvent;
     b, 处理文件事件的流程图

　　IO多路复用函数监听多个套接字，当套接字上注册的套接字注册的事件类型触发时，会将其放入队列中，顺序进行处理。处理时根据套接字上的事件类型调用关联的事件处理器。这里注意，如果一个套接字即可读又可写，则先处理读再处理写。

    c, 文件事件的几种事件处理器
　　连接应答处理器，是与监听服务套接字的读事件进行关联的，当有新的客户端发起连接时（connect），连接应答处理器会accept并返回客户端套接字，创建客户端状态，添加到redis client链表，该结构维护了客户端的各种信息（具体之后讲）。并将读事件与客户端套接字进行关联。
　　命令请求处理器，是与客户端套接字的读事件进行关联，读取客户端发送来的命令并放入clientdata中的输入缓冲区，在进行协议解析并调用对应的命令处理..。.
　　命令回复处理器，是与客户端套接字的写事件进行关联，当命令请求后需要向客户端发送数据时，注册该事件，当客户端返回可以写入时，则事件触发，将数据写入。这里需要注意，因为redis是单线程的，因此当数据量超过一个阀值时，会重新注册并返回，避免阻塞过长时间，下次触发再发送。

2，时间事件
　　记录在指定时间点运行的事件，多个时间事件以无序链表的形式保存在服务器状态中。

    a, 结构体

/* Time event structure */
/* 时间事件结构体 */
typedef struct aeTimeEvent {
//时间事件id，累加增加，id降序链表
long long id; /* time event identifier. */
//时间秒数
long when_sec; /* seconds */
//时间毫秒
long when_ms; /* milliseconds */
//时间事件中的处理函数
aeTimeProc *timeProc;
//被删除的时候将会调用的方法
aeEventFinalizerProc *finalizerProc;
//客户端数据
void *clientData;
//时间结构体内的下一个结构体
struct aeTimeEvent *next;
} aeTimeEvent;
     b, 定时事件和周期性事件
　　执行一次和重复执行的区别，定时需要在处理完后删除事件。周期需要更新when时间。根据事件处理器的返回值区分是那个时间事件。
　　c, 使用无序链表实现，每次需要遍历所有链表，效率低。但现在redis正常只有一个serverCron...benchmark下有两个。实现没含量，最小堆实现都比这个好，事件多了会死循环，切效率低，这里不多讲了。

3，事件的循环调度

    a, 结构体

typedef struct aeFiredEvent {  
//文件描述符 fd  
int fd;  
// 触发的事件 读写
int mask;  
} aeFiredEvent;// 已触发的事件

// 事件循环结构体
/* State of an event based program */
typedef struct aeEventLoop {
int maxfd;   /* highest file descriptor currently registered */
int setsize; /* max number of file descriptors tracked */
// 记录最大的定时事件 id + 1
long long timeEventNextId;
// 用于系统时间的矫正
time_t lastTime;     /* Used to detect system clock skew */
// I/O 文件事件表
aeFileEvent *events; /* Registered events */
// 被触发的事件表
aeFiredEvent *fired; /* Fired events */
// 定时事件表
aeTimeEvent *timeEventHead;
// 事件循环结束标识
int stop;
// 对于不同的 I/O 多路复用技术，有不同的数据，详见各自实现
void *apidata; /* This is used for polling API specific data */
// 新的循环前需要执行的操作
aeBeforeSleepProc *beforesleep;
} aeEventLoop;
　　结构体之间的关系如下图

    b, 事件循环
　　基本就是用一个无限循环，然后再循环中去检测各个事件的发生。若服务器未关闭则一直循环，且先处理文件事件，再处理时间事件。首先计算定时时间的最快触发时间，这样保证了阻塞时间不会影响时间事件的处理，同时避免频繁地轮询时间事件。然后是阻塞时间等待文件IO事件的触发，如果等待时间内内有文件事件，阻塞时间超时返回，时间事件正好触发。若阻塞时间内触发文件IO事件，则直接返回处理，这是时间事件还未触发，则进入新的循环，重新计算时间事件的时间，这样再处理文件事件的同时，逐步逼近时间事件。流程图如下：

　　注意时间事件不是准时的，只能保证在定时的时间之后处理而不是按时处理。