這里主要講的Redis是怎么樣設置過期鍵的,可以算作后續"Redis過期鍵的刪除策略"的前篇或者說預備知識。
在了解過期鍵問題前我們首先需要對redis的數據庫和數據庫鍵空間有一定的了解:
struct redisServer {
// ...
// 一個數組,保存着服務器中的所有數據庫
redisDb *db;
//服務器的數據庫數量,dbnum屬性的值由服務器配置的database選項決定,默認情況下,該選項的值為16
int dbnum;
// ...
};
在服務器內部,客戶端狀態redisClient結構的db屬性記錄了客戶端當前的目標數據庫,這個屬性是一個指向redisDb結構的指針:
typedef struct redisClient {
// ...
// 記錄客戶端當前正在使用的數據庫
redisDb *db;
// ...
} redisClient;
現在我們再來看看redisDb 結構,redisDb結構的dict字典保存了數據庫中的所有鍵值對,我們將這個字典稱為鍵空間(key space):
typedef struct redisDb {
// ...
//
數據庫鍵空間,保存着數據庫中的所有鍵值對
dict *dict;
// ...
} redisDb;
- 鍵空間的鍵也就是數據庫的鍵,每個鍵都是一個字符串對象;
- 鍵空間的值也就是數據庫的值,每個值可以是字符串對象、列表對象、哈希表對象、集合對象和有序集合對象中的任意一種Redis對象。
下面是一個例子:
根據這個鍵空間,執行相關的添加、刪除、更新等操作的便可以比較容易理解,我們此處也忽略不講了。
下面我們再來介紹一下redisDb結構中的另外一個字典expires,這個字典保存了數據庫中所有鍵的過期時間,我們稱這個字典為過期字典(注意這里面只保存着鍵的過期時間,可不是說這個字典里面的鍵都是過期的):
- 過期字典的鍵是一個指針,這個指針指向鍵空間中的某個鍵對象(也即是某個數據庫鍵);
- 過期字典的值是一個long long類型的整數,這個整數保存了鍵所指向的數據庫鍵的過期時間——一個毫秒精度的UNIX時間戳;
有了上面的知識我們下載便可以來看看四個命令:expire、pexpire、expireat、pexpireat的實現過程。
四個命令的使用是比較簡單的:EXPIRE <key> <seconds> 如:EXPIRE book 100
PEXPIRE <key> <millionseconds>
EXPIREAT <key> <timestamp>
PEXPIREAT <key> <timestamp> 如:PEXPIREAT book 1388556000000(2014年1月1日零時)其實我也不知道這是怎么算出來的!!!
注意:利用PERSIST命令可以移除一個鍵的過期時間。
如:redis> PEXPIREAT message 1391234400000
(integer) 1
其他的命令類似。不過值得一提的是:EXPIRE、EXPIREAT、PEXPIRE全部是轉換成PEXPIREAT來實現的。下面來看看每個命令的實現函數:
void expireCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,mstime(),UNIT_SECONDS);
}
void expireatCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,0,UNIT_SECONDS);
}
void pexpireCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,mstime(),UNIT_MILLISECONDS);
}
void pexpireatCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,0,UNIT_MILLISECONDS);
}
他們都調用了expireGenericCommand()函數進行實現,那我們現在就來分析一下expireGenericCommand函數是怎么實現的:
/*----------------------------------------------------------------------------- * Expires Commands *----------------------------------------------------------------------------*/ /* This is the generic command implementation for EXPIRE, PEXPIRE, EXPIREAT * and PEXPIREAT. Because the commad second argument may be relative or absolute * the "basetime" argument is used to signal what the base time is (either 0 * for *AT variants of the command, or the current time for relative expires). * * 這個函數是 EXPIRE 、 PEXPIRE 、 EXPIREAT 和 PEXPIREAT 命令的底層實現函數。 * 命令的第二個參數可能是絕對值,也可能是相對值。 * 當執行 *AT 命令時, basetime 為 0 ,在其他情況下,它保存的就是當前的絕對時間。 * * unit is either UNIT_SECONDS or UNIT_MILLISECONDS, and is only used for * the argv[2] parameter. The basetime is always specified in milliseconds. * * unit 用於指定 argv[2] (傳入過期時間)的格式, * 它可以是 UNIT_SECONDS 或 UNIT_MILLISECONDS , * basetime 參數則總是毫秒格式的。 */ void expireGenericCommand(redisClient *c, long long basetime, int unit) { robj *key = c->argv[1], *param = c->argv[2]; long long when; /* unix time in milliseconds when the key will expire. */ // 取出param中的整數值或者嘗試將param中的數據盡可能轉換成整數值存在when中,成功返回REDIS_OK失敗則返回REDIS_ERR if (getLongLongFromObjectOrReply(c, param, &when, NULL) != REDIS_OK) return; // 如果傳入的過期時間是以秒為單位的,那么將它轉換為毫秒 if (unit == UNIT_SECONDS) when *= 1000; when += basetime; /* No key, return zero. */ // 查詢一下該鍵是否存在 if (lookupKeyRead(c->db,key) == NULL) { addReply(c,shared.czero); return; } /* EXPIRE with negative TTL, or EXPIREAT with a timestamp into the past * should never be executed as a DEL when load the AOF or in the context * of a slave instance. * * 在載入AOF數據時,或者服務器為附屬節點時, * 即使 EXPIRE 的 TTL 為負數,或者 EXPIREAT 提供的時間戳已經過期, * 服務器也不會主動刪除這個鍵,而是等待主節點發來顯式的 DEL 命令。 * * Instead we take the other branch of the IF statement setting an expire * (possibly in the past) and wait for an explicit DEL from the master. * * 程序會繼續將(一個可能已經過期的 TTL)設置為鍵的過期時間, * 並且等待主節點發來 DEL 命令。 */ if (when <= mstime() && !server.loading && !server.masterhost) { // when 提供的時間已經過期,服務器為主節點(注意主服務器的masterhost==NULL),並且沒在載入數據 robj *aux; //刪除該鍵 redisAssertWithInfo(c,key,dbDelete(c->db,key)); server.dirty++; /* Replicate/AOF this as an explicit DEL. */ // 傳播 DEL 命令到AOF或者從服務器 aux = createStringObject("DEL",3); //修改客戶端的參數數組 rewriteClientCommandVector(c,2,aux,key); decrRefCount(aux); //信號:鍵值已經改變了。調用touchWatchedKey(db,key) signalModifiedKey(c->db,key); //發送鍵空間通知和鍵事件通知 notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id); addReply(c, shared.cone); return; } else { // 設置鍵的過期時間 // 如果服務器為附屬節點,或者服務器正在載入, // 那么這個 when 有可能已經過期的 setExpire(c->db,key,when); addReply(c,shared.cone); signalModifiedKey(c->db,key); notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"expire",key,c->db->id); server.dirty++; return; } }
下面我將對自己在看代碼時里面不太熟悉的幾個函數進行說明:
-
getLongLongFromObjectOrReply(redisClient *c,robj *o,long long *target,const char *msg)
函數目的:嘗試從對象o中取出整數值,或者嘗試將對象o中的值換成整數值,並將得到的值保存在target中。同時如果轉換取出/轉成功的話,返回REDIS_OK,否則返回REDIS_ERR,並向客戶端發送一條出錯回復。
大致實現過程: getLongLongFromObjectOrReply——>getLongLongFromObject——>stroll()最后主要看看stoll函數的實現過程就OK了。
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lookupKeyRead(redisDb *db,robj *key)
函數目的:為執行讀取操作而取出鍵key在數據庫中的值。並根據是否成功找到值,更新服務器中的命中和不命中信息。找搞則返回值,沒找到則返回NULL
函數實現
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rewriteClientCommandVector(redisClient *c,int argc,...)
函數目的:修改客戶端的參數數組。這其中涉及到C語言可變參數的運用,可以自行學習。
函數實現:如果理解了C語言的可變參數的大致運用的話,函數的實現過程已經大致理解了。其中需要注意的是lookupCommandOrOriginal()函數,lookupCommandOrOriginal()目的是在命令被更名之后,將更名后正確的redisCommand進行返回。
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signalModifiedKey(c->db,key)鍵值已經改變了的信號。調用touchWatchedKey(db,key)(“觸碰”一個鍵,如果這個鍵在某個客戶端watch下,那這個客戶端執行的EXEC時事務將失敗)
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notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id) 發送鍵空間通知和鍵事件通知(該部分知識今后會提到)
上面問題補:
redis> PEXPIREAT message 1388556000000(2014年1月1日零時)
(integer) 1
猜測:1388556000000應該是表示1997年1月1日零時——2014年1月1日零時的毫秒數,后面通過查詢Java知識小小的寫了一個程序驗證自己的猜測。
下面是Java程序:
import java.util.Date; import java.text.*; public class demo1 { public static void main(String[] args) throws ParseException { // TODO Auto-generated method stub SimpleDateFormat dateFormat=new SimpleDateFormat("MM-dd-yyyy"); String txtDate="1-01-2014"; Date date=dateFormat.parse(txtDate); //System.out.println(date); System.out.println(date.getTime()); } }
結果:1388505600000
最終結果和自己預期的相差了50400000秒,簡單計算一下也就是14小時。好了推測一下,因為數據1388556000000是借用了《Redis設計與實現》書上的實例,而這本書是翻譯過來的,那么不難推測1388556000000應該表示的是美國時間2014年1月1日零時。所以猜測是對的。