深入Redis命令的执行过程

深入Redis命令的执行过程

Redis 服务器： Redis 服务器实现与多个客户端的连接，并处理这些客户端发送过来的请求，同时保存客户端执行命令所产生的数据到数据库中。Redis 服务器依靠资源管理器来维持自身的运转，其主要作用是管理 Redis 服务。

服务器处理命令的过程

我们向客户端发送了一条命令：SET city〝beijing〝

第一步 用户将命令 SET city〝beijing〝输入客户端，客户端接收到此命令。

第二步 客户端会先将接收到的命令转化为服务器可以识别的协议格式，然后利用连接到服务器的套接字，将转化为合法协议格式的命令请求发送给服务器。

第三步 当服务器接收到客户端传递过来的协议数据时，客户端与服务器之间的连接套接字就会变得可读，此时，服务器将会调用命令请求处理器执行以下过程。

? 3.1 服务器读取套接字中协议格式的命令请求，然后将读取到的命令请求保存到客户端状态的输入缓冲区中。

? 3.2 对输入缓冲区中的命令请求进行分析，获取命令请求参数及参数个数，分别保存到客户端状态的 argv 和 argc 属性中。

? 3.3 调用命令执行器，执行客户端发送过来的命令请求。

? 命令执行器在执行客户端发送过来的命令请求的过程中，会先根据客户端状态的 argv[0]参数，在命令表（Command Table）中查找参数所指定的命令，并将查找到的命令保存到客户端状态的 cmd 属性中，然后进行相关的判断，比如，判断客户端状态的 cmd 指针是否指向 NULL，或者检查客户端的身份，判断是否验证通过等，最后调用命令的实现函数执行相关命令，这就是命令执行器的执行过程。

? 命令表是一个字典，用于存放 Redis 的命令，字典的键就是一个个命令的名字，比如「set」「sadd」「zadd」等；而字典的值是一个个 redisCommand 结构，而每个 redisCommand 结构记录了对应命令的实现信息。redisCommand 结构具有多个属性，具体如下。

● name 属性：表示命令的名字，比如 SET、GET，它是 char*类型的。

● proc 属性：它是一个函数指针，用于指向命令的实现函数，比如，指向 SET 命令的实现函数 setCommand，它是 redisCommandProc类型的，而 redisCommandProc 类型的定义为 typedef void redisCommandProc（redisClientc）。

● arity 属性：它是一个 int 类型的整数，表示命令参数的个数，用于判断命令请求的格式是否正确。如果 arity 属性的值是一个负数-N，则表示命令参数的数量大于等于N。请注意，这里所说的参数个数包含命令的名字本身，比如，SET city〝beijing〝，这条命令的参数个数是 3，分别是「SET」「city」「beijing」。

● sflags 属性：它是一个 char*类型的字符串形式的标识值，具有多个标识符，用于记录这个命令所具有的属性。

● flags 属性：它是一个 int 类型的整数，是对 sflags 标识进行分析得出的二进制标识，这个二进制标识由程序自动生成。当服务器对命令标识进行检查时，使用的是 flags 属性。

● calls 属性：该属性用于统计服务器共执行了多少次这个命令，它是一个 long long 类型的整数。

● milliseconds 属性：该属性用于统计服务器执行这个命令所耗费的总时长，它是一个 long long 类型的整数。

每个 Redis 命令都有其对应的 redisCommand 结构，都有上面的相关属性。

sflags 属性所具有的标识符具体如下。

● a：属性值为 a，表示这个命令是一个 Redis 管理命令。相关的命令有 SAVE、BGSAVE、SHUTDOWN 等。

● l：属性值为 l，表示这个命令常用于服务器载入数据的过程中。相关的命令有 INFO、PUBLISH、SUBSCRIBE 等。

● m：属性值为 m，说明这个命令在执行的过程中可能会占用大量内存。在执行之前，需要判断服务器的内存大小及使用情况，如果服务器的内存资源不足，则将会拒绝执行这个命令。相关的命令有 SET、SADD、APPEND、RPUSH、LPUSH 等。

● M：属性值为 M，表示这个命令在 Redis 监视器模式下不会被自动传播。相关的命令有 EXEC。

● p：属性值为 p，说明这个命令与 Redis 的消息订阅发布功能相关。相关的命令有 PUBLISH、PUBSUB、PSUBSCRIBE、PUNSUBSCRIBE、SUBSCRIBE、UNSUBSCRIBE 等。

● r：属性值为 r，只读，说明这是一个只读命令，用于获取相关数据，它不会修改数据库。相关的命令有 GET、STRLEN、EXISTS 等。

● R：属性值为 R，说明这是一个随机命令，在处理相同的数据集和相同的参数时，得到的结果是随机的。相关的命令有 SPOP、SSCAN、RANDOMKEY 等。

● s：属性值为 s，表示在 Lua 脚本中不能使用该命令。相关的命令有 BLPOP、BRPOP、SPOP、BRPOPLPUSH 等。

● S：属性值为 S，表示这个命令在 Lua 脚本中可以使用。在 Lua 脚本中使用这个命令时，输出的结果会被排序，也就是输出的结果是有序的。相关的命令有 KEYS、SUNION、SDIFF、SINTER、SMEMBERS 等。

● t：属性值为 t，表示这个命令允许从服务器在带有过期数据时使用。相关的命令有 PING、INFO、SLAVEOF 等。

● w：属性值为 w，可写，说明这是一个写入命令，它可以修改数据库。相关的命令有 SET、DEL、RPUSH 等。

第四步 命令执行器在执行完相关的实现函数之后，服务器会接着做一些后续工作，然后将命令结果返回给客户端。

? （1）在命令执行的过程中会耗费一些时间，需要同步到该命令所对应的 redisCommand 结构中。修改 milliseconds 属性的值，同时将 redisCommand 结构中的 calls 计数器的值加 1。

? （2）如果这台服务器启动了慢查询日志功能，那么慢查询日志模块会判断是否需要为刚执行完的命令添加一条慢查询日志。

? （3）如果这台服务器启用了 AOF 持久化功能，那么 AOF 持久化模块会将这条执行完的命令请求写入 AOF 缓冲区里。

? （4）如果有其他从服务器正在同步备份当前这台服务器的数据，那么这台服务器会将刚执行完的命令请求转发给与它相连的从服务器。

? 当服务器完成上述相关后续工作的处理之后，会调用命令回复处理器，此时客户端的套接字变为可写状态。服务器调用命令回复处理器将保存在客户端输出缓冲区中的协议格式的返回结果发送给客户端

? 当命令回复处理器将返回结果成功发送给客户端之后，它会删除客户端状态的输出缓冲区，为下一条命令请求的执行腾出空间

第五步 客户端接收到服务器返回的命令结果 OK，然后将这个结果展示给用户。