背景
redis是當下比較流行的KV數據庫之一，是抵御高並發的一把利器，本着知其然還要知其所以然的目的，我決定花一點時間來研究其源碼，希望最后能向自己解釋清楚“redis為什么這么快”這個疑惑，第一篇主要介紹環境搭建和redis工作流程初探，后期會陸續獻上其他有意思的章節。
環境准備
我自己的電腦是win10系統，所以我會准備一套適合windows系統的環境來供自己學習，這樣方便調試分析。
下載redis源碼
redis本身是不支持windows系統的，但是微軟的工程師針對windows平台做了支持，源碼放在了github上，有需要的可以自己去下載，我這里下載的是v2.8.9這個tag的源碼，下載地址https://github.com/microsoftarchive/redis。這里扯個題外話，學習一個開源軟件的時候不要一上來就下載最新版本的源碼看，經過的迭代太多代碼量就上來了，對於新手來說容易暈，先下一個早期的穩定版本了解其體系結構和工作流程，等待熟悉了以后再循序漸進。
下載Visual Studio
其他軟件我沒嘗試過，這個是官方推薦的ide，一定一定一定下載 Visual Studio 2013 update5這個版本的，否則編譯的時候各種報錯，下載地址
http://download.microsoft.com/download/9/3/E/93EA27FF-DB02-4822-8771-DCA0238957E9/vs2013.5_ult_chs.iso。這里再扯個題外話，我剛開始下載的是最新版本的Visual Studio，結果編譯的時候各種報錯，然后就去網絡上一頓查一頓試，折騰半天還是沒好，最后下載了 Visual Studio 2013 update5這個版本，結果一把就成功，有些牛角尖一定得鑽，但是有些牛角尖不值得鑽。
Visual Studio打開redis源碼
按照下圖方式打開下載的redis源碼
c程序的入口是main方法，redis main方法的位置在redis.c文件中，下面我們通過main方法來逐步了解redis的工作流程。
啟動過程分析
跟着main方法順序看下去，大概有以下幾個關鍵步驟（略過了sentinel相關邏輯）：
1.設置隨機數種子、獲取當前時間等；
2.初始化服務配置信息，設置默認值（initServerConfig）；
3.解析配置文件（loadServerConfig）；
4.初始化server對象（initServer）；
4.1創建eventLoop對象；
4.2創建serverSocket，監聽端口；
4.3添加定時事件到eventLoop對象中；
4.4將serverSocket文件描述符添加到監視集中，這里借助IO多路復用框架的能力（windows平台使用IOCP，其他平台使用select、epoll、evport等）；
5.從磁盤加載數據到內存中（loadDataFromDisk）；
6.執行事件循環邏輯（aeMain），這是redis真正揮灑汗水的地方，下一節會單獨講述這塊內容。
調用關系圖
事件循環分析
我們都知道redis是單線程執行客戶端命令的，那究竟是怎樣一種設計才能支持高並發的讀寫呢。
工作模型
1.server啟動，創建serverSocket監聽端口，將serverSocket對應的FD（文件描述符）簡稱為FD-Server添加到IO多路復用框架的監視集當中，注冊AE_READABLE事件（可讀），關聯的事件處理器是acceptTcpHandler；
2.client連接server；
3.事件循環開始輪詢IO多路復用框架接口aeApiPoll，會得到就緒的FD，執行對應的事件處理器；
4.由第3步事件循環觸發FD-Server AE_READABLE事件對應的事件處理器acceptTcpHandler；
4.1調用accept獲得clientSocket對應的FD簡稱為FD-Client；
4.2將FD-Client添加到IO多路復用框架的監視集當中，注冊AE_READABLE事件（可讀），關聯的事件處理器是readQueryFromClient；
5.client發送redis命令；
6.由第3步事件循環觸發FD-Clien AE_READABLE事件對應的事件處理器readQueryFromClient；
6.1解析客戶端發來的redis命令，找到命令對應的redisCommandProc（命令對應的處理函數）；
6.2執行redisCommandProc；
6.3prepareClientToWrite准備回寫響應信息，為FD-Client注冊AE_WRITEABLE事件（可寫），關聯的事件處理器是sendReplyToClient；
7.執行redis中的定時任務；
8.由第3步事件循環觸發FD-Clien AE_WRITEABLE事件對應的事件處理器sendReplyToClient，發送響應內容給client；
代碼分析
server啟動，創建serverSocket並注冊AE_READABLE事件，設置事件處理器為acceptTcpHandler
void initServer() {
//省略部分代碼
//初始化eventLoop對象，eventLoop對象里面存儲了所有的事件
server.el = aeCreateEventLoop(server.maxclients+REDIS_EVENTLOOP_FDSET_INCR);
//創建serverSocket，監聽端口
if (server.port != 0 &&
listenToPort(server.port,server.ipfd,&server.ipfd_count) == REDIS_ERR)
exit(1);
//添加定時任務到eventLoop中
if(aeCreateTimeEvent(server.el, 1, serverCron, NULL, NULL) == AE_ERR) {
}
//將serverSocket對應的文件描述符添加到監視集中，關聯的事件處理器是acceptTcpHandler
for (j = 0; j < server.ipfd_count; j++) {
if (aeCreateFileEvent(server.el, server.ipfd[j], AE_READABLE,
acceptTcpHandler,NULL) == AE_ERR)
}
}
acceptTcpHandler當有連接過來的時候被觸發，調用accept得到client socket對應的FD，並將FD添加到監視集中，關聯的事件處理器是readQueryFromClient
void acceptTcpHandler(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) {
int cport, cfd;
//調用accept獲得clientSocket對應的FD
cfd = anetTcpAccept(server.neterr, fd, cip, sizeof(cip), &cport);
//將clientSocket對應的FD添加到監視集中
acceptCommonHandler(cfd,0);
}
static void acceptCommonHandler(int fd, int flags) {
redisClient *c;
//調用createClient添加
if ((c = createClient(fd)) == NULL) {
}
}
redisClient *createClient(int fd) {
redisClient *c = zmalloc(sizeof(redisClient));
if (fd != -1) {
anetNonBlock(NULL,fd);
anetEnableTcpNoDelay(NULL,fd);
if (server.tcpkeepalive)
anetKeepAlive(NULL,fd,server.tcpkeepalive);
//將fd添加到監視集中，關聯的事件處理器是readQueryFromClient
if (aeCreateFileEvent(server.el,fd,AE_READABLE,
readQueryFromClient, c) == AE_ERR)
{
}
}
}
aeMain就是跑一個循環，一直去調用aeProcessEvents
void aeMain(aeEventLoop *eventLoop) {
eventLoop->stop = 0;
while (!eventLoop->stop) {
if (eventLoop->beforesleep != NULL)
eventLoop->beforesleep(eventLoop);
aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS);
}
}
aeProcessEvents會調用aeApiPoll方法來獲得就緒的文件描述符，然后執行文件描述符關聯的的事件處理器
int aeProcessEvents(aeEventLoop *eventLoop, int flags)
{
int processed = 0, numevents;
#ifdef _WIN32
if (ServiceStopIssued() == TRUE)
aeStop(eventLoop);
#endif
/* Nothing to do? return ASAP */
if (!(flags & AE_TIME_EVENTS) && !(flags & AE_FILE_EVENTS)) return 0;
/* Note that we want call select() even if there are no
* file events to process as long as we want to process time
* events, in order to sleep until the next time event is ready
* to fire. */
if (eventLoop->maxfd != -1 ||
((flags & AE_TIME_EVENTS) && !(flags & AE_DONT_WAIT))) {
int j;
aeTimeEvent *shortest = NULL;
struct timeval tv, *tvp;
if (flags & AE_TIME_EVENTS && !(flags & AE_DONT_WAIT))
shortest = aeSearchNearestTimer(eventLoop);
if (shortest) {
long now_sec, now_ms;
/* Calculate the time missing for the nearest
* timer to fire. */
aeGetTime(&now_sec, &now_ms);
tvp = &tv;
tvp->tv_sec = shortest->when_sec - now_sec;
if (shortest->when_ms < now_ms) {
tvp->tv_usec = ((shortest->when_ms+1000) - now_ms)*1000;
tvp->tv_sec --;
} else {
tvp->tv_usec = (shortest->when_ms - now_ms)*1000;
}
if (tvp->tv_sec < 0) tvp->tv_sec = 0;
if (tvp->tv_usec < 0) tvp->tv_usec = 0;
} else {
/* If we have to check for events but need to return
* ASAP because of AE_DONT_WAIT we need to set the timeout
* to zero */
if (flags & AE_DONT_WAIT) {
tv.tv_sec = tv.tv_usec = 0;
tvp = &tv;
} else {
/* Otherwise we can block */
tvp = NULL; /* wait forever */
}
}
numevents = aeApiPoll(eventLoop, tvp);
for (j = 0; j < numevents; j++) {
aeFileEvent *fe;
int mask = eventLoop->fired[j].mask;
int fd = eventLoop->fired[j].fd;
int rfired = 0;
fe = &eventLoop->events[eventLoop->fired[j].fd];
/* note the fe->mask & mask & ... code: maybe an already processed
* event removed an element that fired and we still didn't
* processed, so we check if the event is still valid. */
if (fe->mask & mask & AE_READABLE) {
rfired = 1;
fe->rfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask);
}
if (fe->mask & mask & AE_WRITABLE) {
if (!rfired || fe->wfileProc != fe->rfileProc)
fe->wfileProc(eventLoop,fd,fe->clientData,mask);
}
processed++;
}
}
/* Check time events */
if (flags & AE_TIME_EVENTS)
processed += processTimeEvents(eventLoop);//處理延遲任務
return processed; /* return the number of processed file/time events */
}
動畫演示
做了一個動畫幫助理解工作過程（redis啟動之后使用命令行telnet到6379端口，然后執行keys *命令，最終拿到結果）
網絡模塊
IO多路復用
這部分內容網絡上精彩的內容太多，這里把我認為比較經典的一些內容貼出來供大家品讀（建議從上往下順序閱讀）
The C10K problem
socket阻塞非阻塞等頭疼問題解釋
LINUX – IO MULTIPLEXING – SELECT VS POLL VS EPOLL
poll vs select vs event-based
redis事件驅動
