redis命令执行流程分析

       Redis中各种操作都可以通过命令来完成，因此理解redis对命令的处理流程会有助于理解redis的整个流程。本文主要对redis的命令处理流程进行详细分析。

       Redis将所有它能支持的命令以及对应的“命令处理函数”之间对应关系存放在数组redisCommandTable[]中，该数组中保存元素的类型为结构体redisCommand，此中包括命令的名字以及对应处理函数的地址，如：

struct redisCommand {    char *name; // 命令的名字    redisCommandProc*proc; // 命令的实现函数         …}

       数组redisCommandTable[]被作为全局变量进行创建和初始化，其定义位置在redis.c文件中。在redis中，所有的redis服务器相关的信息都是通过结构体struct redisServer来维持，一个redis服务器也就由一个唯一的struct redisServer类型的全局变量server来描述。在函数 initServerConfig（）中，将会完成server的相关初始化工作，其中包含有对命令的初始化操作，在server中命令将被用字典的方式进行存储，以方便查询，其具体操作包括两步：

       首先，通过函数dictCreate（）创建一个commandTableDictType类型的字典，并将该字典保存在全局变量server的commands成员中。

       然后，调用函数populateCommandTable()将数组redisCommandTable[]中的命令添加到（1）中创建的字典里，以便后续的命令查询操作。

       本文后续部分将分别描述redis接受客户端连接、客户端传递操作命令、以及redis执行操作命令的整个流程。

       流程一：redis如何接受客户端的连接

       Redis支持网络域通信（不同机子上的程序间通过tcp/udp连接（redis使用tcp）进行通信）以及UNIX域通信（即同一台机子上的不通进程间使用unix域进行通信），下面的介绍中将主要介绍网络域通信，unixt域的通信过程与之类似，不再累述。

       每个客户端通过网络连接到redis时，redis将调用函数createClient（）为该连接创建一个客户端结构体redisClient，以便保存该客户端的所有信息，该新连接即为业务连接，其主要用于客户端与redis之间的实际数据通信。Redis在createClient（）函数中将为连接设置处理函数readQueryFromClient（），也即业务连接上有数据到来时将调用此函数进行处理。

       redis启动时将调用initServer()函数，在该函数中将设置监听socket的处理函数，其过程主要有以下三步：

     （1）调用函数anetTcpServer创建redis的监听socket，所有客户端对redis的网络连接都连接到该socket所监听的端口上。

       （2）调用函数aeCreateFileEvent设置监听socket的处理函数：acceptTcpHandler（），也就是当redis的监听socket收到数据（有新的连接到来）时将调用该函数进行处理。

       （3）lacceptTcpHandler（）中将首先调用函数anetTcpAccept为新进来的业务连接创建一个业务socket；该业务socket后续将完成客户端与服务器之间所有的业务数据传输；然后通过函数acceptCommonHandler（）调用createClient（）为新连接创建一个客户端结构体redisClient.

        （4）在函数createClient（）中，将调用函数aeCreateFileEvent设置该客户端的业务数据处理函数readQueryFromClient，即，当该客户端的业务socket中有数据到来了，则调用readQueryFromClient进行处理。

       上述过程将按照以下流程进行处理：

图1、 redis接受客户端连接的调用过程

       由图1可以看出，当客户端有请求数据（即redis的业务数据）到来时，redis中对应该客户端的业务socket将处于可读就绪状态，然后redis将调用函数readQueryFromClient（）对到达的业务数据进行处理。

       流程二 ：redis的命令处理流程

       通过流程一客户端可以连接到redis上，然后客户端就可以通过该连接向redis发送操作命令，redis接到命令之后执行相应的函数完成具体操作，然后将操作结果发送给客户端，其具体过程如下所示：

       （1）客户端的请求数据由网络传递到redis的业务socket，redis将调用函数readQueryFromClient（）读取数据到redisClient结构体的接收缓存querybuf中。

       （2）readQueryFromClient（）将调用processInputBuffer（）对该客户端输入缓存中的数据进行处理。

       （3）函数processInputBuffer（）中，将首先解析收到的客户端数据，此解析过程将通过调用函数processInlineBuffer（）或processMultibulkBuffer（）完成，此过程将解析出客户端的命令名称，命令的参数个数以及具体参数值，redis有其自己定义的通信协议，只需按照此协议即可完成命令解析，其过程可参考本文最后的“附1. redis命令解析”。

       （4）函数processInputBuffer（）中，命令解析完成之后将调用函数processCommand（）完成命令处理过程。

       （5）在函数processCommand（）中，将根据命令的名字查找相应的处理函数，命令的名字由前面的命令解析过程确定，命令查询操作将通过函数lookupCommand（）完成，此函数将查找server的命令字典以快速找到对应的命令执行函数。

       （6）在函数processCommand（）中，查找到命令执行函数之后，还需调用call()函数来具体执行相应的“命令执行函数”。

       上述处理过程可参考下图2所示：

                                               图2、 redis命令执行过程

       上图中的数字标号表示同级别的执行先手顺序。

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附1.redis命令解析

Redis的通信按照其自己定义的协议进行，按照这种协议可保证命令的二进制安全，其协议规定如下：

l所有命令和数据都已\r\n（即CRLF）结尾;

l命令按照下面的格式进行组织。

*< 参数数量>CR LF$< 参数1 的字节数量> CR LF< 参数1 的数据> CR LF...$< 参数N 的字节数量> CR LF< 参数N 的数据>CR LF

例如，有如下数据：

*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$7\r\nmyvalue\r\n

即可按照上述方式理解为该数据的含义：它共有三个参数（即命令中开头的字符：*3），其中第一个参数的长度是3个字节，其值为SET；第二个参数的长度为5，值为mykey，第三个参数的长度为7，值为myvalue，因此这条数据的含义是一条如下的命令：

SETnmykeynmyvalue