客户端
通过使用由IO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相应的redis.h/redisClient结构,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。
下图是该结构中包含的内容:
客户端状态结构中包含的信息Redis服务器结构clients链表保存了所有与服务器连接的客户端的状态结构。
struct redisServer{
//...
// 一个链表,保存了所有客户端状态
list *clients;
//...
}
1. 客户端属性
客户端属性包括通用的属性、特定功能相关的属性(如db、dictid属性等)。
下面介绍客户端属性中的通用属性。
typedef struct redisClient{
// ...
int fd;
robj *name;
int flags;
sds querybuf;
robj **argv;
int argc;
struct redisCommand *cmd;
// 客户端固定大小的缓冲区
char buf[REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES]; // REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES默认值是16*1024
int bufpos; // 记录buf数组目前已使用的字节数量。
// 客户端可变大小的缓冲区
list *reply;
int authenticated;
time_t ctime;
time_t lastinteraction;
time_t obuf_soft_limit_reached_time;
// ...
}
1.1 套接字描述符
fd属性记录了客户端正在使用的套接字描述符。
fd的值可以是:
- 伪客户端的fd属性值是-1:伪客户端处理的命令请求来自于AOF文件、Lua脚本,而不是网络,所以这类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在两个地方用到伪客户端,一个用于载入AOF文件并还原数据库状态,一个用于执行Lua脚本中包含的Redis命令。
- 普通客户端的fd属性值为大于-1的整数:普通客户端使用套接字来与服务器进行通信,合法的套接字描述符不能是-1。
CLIENT list:列出目前所有连接到服务器的普通客户端。
1.2 名字
默认情况下,一个连接到服务器的客户端是没有名字的。
可以用CLIENT setname为客户端设置名字。
客户端的名字记录在name属性里。
1.3 标志
flags属性记录了客户端的角色(role),以及客户端目前所处的状态。
flags属性的值可以是单个标志:flags = <flag>
flags属性的值可以是多个标志的二进制域:flags = <flag1> | <flag2> | ...
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。
记录客户端角色的标志 -
另外一部分标志记录了客户端目前所处的状态。
表示客户端目前所处的状态的标志PUBSUB命令和SCRIPT LOAD命令的特殊性
通常情况下,Redis只会将对数据库修改的命令写入到AOF文件,并复制到各个从服务器。如果一个命令没有对数据库进行任何修改,那么它就被认为是只读命令,这个命令不会写入AOF文件,也不会被复制到从服务器。
PUBSUB命令和SCRIPT LOAD命令是其中的例外。
PUBSUB命令不修改数据库,但是会向频道的所有订阅者发送消息,这一行为带有副作用,接收到消息的所有客户端的状态都会因为这个命令而改变。因此,服务器需要使用REDIS_FORCE_AOF标志,强制将这个命令写入AOF文件,这样在将来载入AOF文件时,服务器可以再次执行相同的PUBSUB命令,并产生相同的副作用。
SCRIPT LOAD命令不修改数据库,但它修改了服务器状态,也是一个带有副作用的命令。服务器需要使用REDIS_FORCE_AOF标识,强制将这个命令写入AOF文件,使得将来在载入AOF文件时,服务器可以产生相同的副作用。为了让主、从服务器都可以正确的载入SCRIPT LOAD命令指定的脚本,服务器需要使用REDIS_FORCE_REPL标识,强制将SCRIPT LOAD命令复制给所有从服务器。
1.4 输入缓冲区
querybuf属性是客户端状态的输入缓冲区,用于保存客户端发送的命令请求。
输入缓冲区的大小最大不能超过1GB,否则服务器会关闭这个客户端。
1.5 命令与命令参数
服务器对命令请求的内容进行分析,并将得出的命令参数与命令参数的个数分别保存到客户端状态的argv属性、argc属性中。
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,之后的其他项是要传给命令的参数。
argc属性负责记录argv数组的长度。
1.6 命令的实现函数
服务器将根据argv[0]的值,在命令表中查找对应的命令实现函数。
命令表是一个字典,如下图所示。
命令表当在命令表中成功找到argv[0]对应的redisCommand结构时,会将客户端状态的cmd指针指向这个结构。
1.7 输出缓冲区
执行命令得到的回复会保存在输出缓冲区中。
每个客户端都有两个输出缓冲区可用:
- 固定大小的缓冲区用于保存那些长度比较小的回复,如OK、简短的字符串值、整数值、错误回复等。
- 可变大小的缓冲区用于保存那些长度比较大的回复。
1.8 身份认证
authenticated记录客户端是否通过了身份认证。
authenticated为0,表示未通过身份认证;为1,表示通过身份认证。
当客户端authenticated属性为0时,除了AUTH之外,客户端发送的所有其他命令都会被拒绝。
如果服务器没有启用身份验证功能的话,即使authenticated为0,客户端发送的命令也不会被拒绝。
1.9 时间
c_time记录创建客户端的时间。
lastinteraction记录客户端与服务器最后一次互动的时间。
obuf_soft_limit_reached_time记录了输出缓冲区第一次到达软性限制的时间。
2. 客户端的创建与关闭
2.1 创建普通客户端
客户端连接服务器时,服务器会为客户端创建相应的客户端状态,并将这个客户端状态添加到服务器状态结构clients链表的末尾。
2.2 关闭普通客户端
一个普通客户端可以因为多种原因被关闭:
普通客户端被关闭的原因服务器使用两种模式来限制客户端输出缓冲区的大小:
- 硬性限制(hard limit)。如果输出缓冲区的大小超过了硬性限制设置的大小,那么服务器会立即关闭客户端。
- 软性限制(soft limit)。如果输出缓冲区的大小超过了软性限制设置的大小,但还没有超过硬性限制,那么服务器将使用客户端状态结构的obuf_soft_limit_reached_time记录客户端到达软性限制的起始时间。之后,服务器会继续监视客户端,如果输出缓冲区的大小一直超出软性限制,并且持续时间超过服务器设定的时长,那么服务器将关闭客户端;如果输出缓冲区的大小在指定的时间内,不再超出软性限制,那么客户端就不会被关闭,并且obuf_soft_limit_reached_time属性值也会被清零。
使用client-output-buffer-limit选项可以为普通客户端、从服务器客户端、执行发布与订阅功能的客户端分别设置不同的硬性限制、软性限制。格式为:
client-output-buffer-limit <class> <hard limit> <soft limit> <soft seconds>
2.3 Lua脚本的伪客户端
服务器会在初始化时创建负责执行Lua脚本中包含的Redis命令的伪客户端,并将这个伪客户端关联在服务器状态结构的lua_client属性中:
struct redisServer{
redisClient *lua_client;
}
lua_client伪客户端在服务器运行的整个生命期中一直存在,只有服务器被关闭时,这个客户端才会被关闭。
2.4 AOF文件的伪客户端
服务器在载入AOF文件时,会创建用于执行AOF文件包含的Redis命令的伪客户端,并在载入完成之后,关闭这个伪客户端。
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