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[Redis] Redis事件驱动库结构 [复制链接]

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发表于 2012-02-16 18:32 |显示全部楼层
Redis事件驱动库结构







本文翻译自Redis官方对事件驱动库的结构描述,英文原文点这里,由Day Day Up博客原创,文章写的时间已经比较长了,今天才被NoSQLFan挖出来,实属难得。

z9LT9.jpg

下面就是其原文:

文章地址:blog.ddup.us

这是一篇翻译文章,原文见这里。Redis实现了它自己的事件库。事件库的实现在ae.c文件中。要弄明白Redis事件库是如何工作的最好的方法就是弄明白Redis是如何使用它的。

为什么需要事件库【FAQ】
•Q:你期望一个网络服务器如何工作?
•A:在它监听的端口等待连接的到来并且为之服务。
•Q:在一个描述符上调用accept时会阻塞,你是如何处理的?
•A:先保存这个描述符然后在描述符上进行非阻塞的read/write操作。
•Q:为什么要进行非阻塞的read/write?
•A:如果操作正阻塞在文件(Unix中socket也是看作文件的)上,那么服务器还怎么再接受其他的连接请求呢。
•Q:我觉得我要在socket上做很多的非阻塞的操作,是这样吗?
•A:是的,这也正是事件库为你完成的工作。
•Q:那么事件库是如何工作的?
•A:它使用操作系统提供的带计时器的polling方式。
•Q:那么有没有什么开源的事件库能完成你描述的功能吗?
•A:是的,Libevent和Libev是我能想起来的你说的那样的库。
•Q:Redis使用的这样的的事件库来处理socket I/O的吗?
•A:不是的,因为一些原因Redis使用了自己的事件库。
初始化事件库
在redis.c中定义了initServer函数用来初始化redisServer结构体中的一些字段。其中一个字段就是Redis事件循环 el:

aeEventLoop *elinitServer函数通过调用在ae.c文件中定义的aeCreateEventLoop函数初始化server.el字段。aeEventLoop的定义如下:
  1. typedef struct aeEventLoop
  2. {
  3. int maxfd;
  4. long long timeEventNextId;
  5. aeFileEvent events[AE_SETSIZE]; /* Registered events */
  6. aeFiredEvent fired[AE_SETSIZE]; /* Fired events */
  7. aeTimeEvent *timeEventHead;
  8. int stop;
  9. void *apidata; /* This is used for polling API specific data */
  10. aeBeforeSleepProc *beforesleep;
  11. } aeEventLoop;aeCreateEventLoop
  12. aeCreateEventLoop
复制代码
函数首先分配aeEventLoop结构体的空间,然后调用ae_epoll.c文件中的aeApiCreate函数。aeApiCreate函数分配aeApiState结构的空间,其中的两个字段:epfd 存放从epoll_create函数返回的epoll文件描述符;event字段是一个Linux epoll库定义的epoll_event结构类型。event字段的用处将会在后续说明。

接下来是ae.c文件中的aeCreateTimeEvent。但是在这之前,initServer函数调用anet.c文件中anetTcpServer函数,该函数返回一个_监听的文件描述符(listening descriptor)_。这个描述符默认是在*6379端口*监听。返回的_监听的文件描述符_存放在inserver.fd字段中。

aeCreateTimeEvent

aeCreateTimeEvent函数接收如下参数:

•eventLoop:也就是redis.c文件中的server.el。
•miliseconds:定时器过期之后距离现在的毫秒数。
•proc:函数指针。定时器过期之后将要调用的函数。
•clientData:大部分时间都是NULL。
•finalizerProc:当一个已计时事件从计时事件列表中被移走之前调用的函数。
initServer函数调用aeCreateTimeEvent函数来添加一个计时事件到server.el的timeEventHead字段中。timeEventHead是一个指向计时事件的链表。redis.c文件中initServer函数调用aeCreateTimeEvent函数形式如下:

aeCreateTimeEvent(server.el /*eventLoop*/, 1 /*milliseconds*/, serverCron /*proc*/, NULL /*clientData*/, NULL /*finalizerProc*/);redis.c文件中的serverCron会进行一些列的操作来保证Redis正常运行。

aeCreateFileEvent
调用aeCreateFileEvent函数的目的是执行epoll_ctl系统调用,以便将由anetTcpServer函数创建的监听描述符加入到EPOLLIN事件队列中。同时将它和aeCreateEventLoop函数调用生成的epoll描述符相关连。

下边详细解释了当initServer调用aeCreateFileEvent函数时的工作,initServer传递接下来的参数给aeCreateFileEvent函数:

•server.el:aeCreateEventLoop建立的事件循环。epoll描述符从server.el中获得。
•server.fd:负责监听的描述符,同时作为访问相关的文件事件结构体的索引。
•AE_READABLE:标志server.fd必须被监视EPOLLIN
•事件。
•acceptHandler:当监视的事件到达时要执行的函数。函数指针存储在eventLoop->events[server.fd]->rfileProc。
这样就完成了Redis的事件循环。

处理事件循环
redis.c文件中的main函数调用ae.c中的aeMain,处理前一阶段初始化完毕的事件循环。
ae.c文件中的aeMain函数调用ae.c文件中的aeProcessEvent函数,在一个循环中处理时间到期和文件事件。

aeProcessEvents
aeProcessEvents函数调用aeSearchNearestTimer函数来查询事件循环中最先要过期的事件。我们的事例中只有一个事件那就是通过调用aeCreateTimeEvent函数建立的。

记住,如果将超时时间设定为1毫秒,那么通过aeCreateTimeEvent函数建立的定时器事件很可能会被忽略。
和事件循环相关连的tvp结构体被传递给ae_epoll.c文件中的aeApiPoll函数。aeApiPoll函数在epoll描述符上进行epoll_wait,同时想下边描述的方式激发eventLoop->fired表。

•fd:根据掩码值此时准备好读/写的描述符。
•mask:读/写操作可以在对应的描述符上进行。
aeApiPoll函数返回准备好的文件描述符个数。现在我们总结一下,当有客户端请求到来时候,aeApiPoll函数会发现并且使用一个正在监听的描述符实体和AE——READABLE掩码激发eventLoop->fired表格。

现在aeProcessEvents函数调用redis.c文件中已经被注册为回调函数的acceptHandler函数。acceptHandler函数在正在监听的描述符上执行accpet操作,返回一个已经和客户端建立连接的描述符。createClient函数通过调用aeCreateFileEvent函数向已经连接的描述符上添加一个文件事件。如下所示:

  1. if (aeCreateFileEvent(server.el, c->fd, AE_READABLE,
  2. readQueryFromClient, c) == AE_ERR) {
  3. freeClient(c);
  4. return NULL;
  5. }
复制代码
代码中的c指的是redisClient结构类型的变量,c->fd就是已经建立连接的描述符。然后aeProcessEvent函数调用processTimeEvents函数。

processTimeEvents
processTimeEvents从时间事件列表开始处eventLoop->timeEventHead开始迭代。

对于每一个到期的时间事件,processTimeEvents调用相应的已注册的回调函数。本例中仅有一个已注册的回调函数,也就是redis.c文件中的serverCron函数。这个函数返回毫秒数,指示这个回调函数过多长时间再次调用。这写更改可以通过调用aeAddMilliSeconds函数记录,而且会在下一次循环中处理。

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发表于 2012-02-17 22:53 |显示全部楼层
谢谢分享
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