redis client原理分析
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作者 | 啊汉
来源 | urlify.cn/jENnua
代码库地址:https://github.com/garyburd/redigo
1:连接池
2:发送命令
3:解析结果
1:连接池
连接池结构体如下:
type Pool struct {
// Dial is an application supplied function for creating and configuring a
// connection.
//
// The connection returned from Dial must not be in a special state
// (subscribed to pubsub channel, transaction started, ...).
Dial func() (Conn, error) //生成网络连接对象
// TestOnBorrow is an optional application supplied function for checking
// the health of an idle connection before the connection is used again by
// the application. Argument t is the time that the connection was returned
// to the pool. If the function returns an error, then the connection is
// closed.
TestOnBorrow func(c Conn, t time.Time) error //测试连接是否通畅
// Maximum number of idle connections in the pool.
MaxIdle int //最大空闲连接数
// Maximum number of connections allocated by the pool at a given time.
// When zero, there is no limit on the number of connections in the pool.
MaxActive int //最大活动(正在执行任务)连接数
// Close connections after remaining idle for this duration. If the value
// is zero, then idle connections are not closed. Applications should set
// the timeout to a value less than the server's timeout.
IdleTimeout time.Duration //空闲连接超时时间,超时会释放
// If Wait is true and the pool is at the MaxActive limit, then Get() waits
// for a connection to be returned to the pool before returning.
Wait bool //当到达最大活动连接时,是否阻塞
chInitialized uint32 // set to 1 when field ch is initialized 初始化标记
mu sync.Mutex // mu protects the following fields 锁
closed bool // set to true when the pool is closed. 连接池关闭标记
active int // the number of open connections in the pool 连接总数
ch chan struct{} // limits open connections when p.Wait is true 用于实现阻塞逻辑
idle idleList // idle connections 双向链表,存放空闲连接
}
type idleList struct { //空闲连接链表
count int //空闲连接数
front, back *idleConn //空闲连接信息
}
type idleConn struct { //空闲连接信息
c Conn //连接接口
t time.Time //加入空闲队列的时间,用于判断空闲超时
next, prev *idleConn //双向链表指针
}
1:空闲连接池实现
空闲连接池存在一个双向链表中,一个连接用完后回收,就会从表头插入这个链表,当需要一个连接时也是从链表的表头取,从表头插入的时候会写入当前时间,所以链表是一个按时间倒序的链表,判断一个连接有没有空闲超时,就从链表表尾开始判断,如果空闲超时,就从表尾移除并关闭连接。从表头插入一个元素后,如果空闲数量超过阈值,会从表尾移除一个元素,保证空闲的连接数不超过指定的值,防止空闲的连接过多浪费系统资源
获取可用连接过程
对应方法:Pool.Get
1:删除超时空闲连接。从链表的表尾开始往表头判断,如果到达空闲超时时间,从链表中移除并释放连接
2:从空闲链表中获取可用连接。从链表表头往表尾查找可用的连接,如果连接能ping通,将当前连接从链表中移除,返回当前连接
3:建立一个新的连接。如果空闲连接为空,或者空闲链表中的所有连接都不可用,则从新建立一个新的连接并返回
在获取连接的时候删除超时空闲连接,这是一种惰性删除的方式
以上实现方式同时解决了断开重连的问题。
如在某一时刻redis server重启了,那么空闲链表中的连接都会变得不可用,由于在获取可用连接前会先ping一下,但是所有连接都ping不通,最后只能重新建立,而空闲连接会在空闲时间超时后自动释放,于是很好的解决了断开重连的问题,同时也做了一些牺牲,不ping一下怎么知道连接是否可用,每次获取可用连接的时候都ping了一下,但是大部分时候连接都是可用的。
回收可用连接:
对应方法:pooledConnection.Close -> Pool.put
1:终止相关操作,如果是事务/监听/订阅,停止相关操作
2:将连接放入空闲链表。将连接存入链表表头,如果空闲连接数量超过阈值,就将表尾元素移除并关闭连接
2:发送命令&接收回复并解析
func (c *conn) Do(cmd string, args ...interface{}) (interface{}, error) {
return c.DoWithTimeout(c.readTimeout, cmd, args...)
}
func (c *conn) DoWithTimeout(readTimeout time.Duration, cmd string, args ...interface{}) (interface{}, error) {
c.mu.Lock()
pending := c.pending
c.pending = 0
c.mu.Unlock()
if cmd == "" && pending == 0 {
return nil, nil
}
//设置写超时时间
if c.writeTimeout != 0 {
c.conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(c.writeTimeout))
}
//发送命令内容
if cmd != "" {
if err := c.writeCommand(cmd, args); err != nil {
return nil, c.fatal(err)
}
}
if err := c.bw.Flush(); err != nil {
return nil, c.fatal(err)
}
var deadline time.Time
if readTimeout != 0 {
deadline = time.Now().Add(readTimeout)
}
//设置读超时时间
c.conn.SetReadDeadline(deadline)
if cmd == "” {
//获取server回复信息并解析
reply := make([]interface{}, pending)
for i := range reply {
r, e := c.readReply()
if e != nil {
return nil, c.fatal(e)
}
reply[i] = r
}
return reply, nil
}
var err error
var reply interface{}
for i := 0; i <= pending; i++ {
var e error
if reply, e = c.readReply(); e != nil {
return nil, c.fatal(e)
}
if e, ok := reply.(Error); ok && err == nil {
err = e
}
}
return reply, err
}
redis请求协议格式
set命令消息格式:
*3\r\n$3\r\nSET\r\n$4\r\nhlxs\r\n$28\r\nhttps://www.cnblogs.com/hlxs\r\n
注释如下:
*3 //参数个数是*开头,3个参数
$3 //参数长度是$开头,命令长度
SET //命令名称SET
$5 //参数长度是$开头,key长度
mykey //key的内容
$28 //参数长度是$开头,value长度
https://www.cnblogs.com/hlxs //value内容
参数个数是*开头,参数长度是$开头,每个参数通过\r\n隔开
redis协议格式特点:1易于实现,2可以高效地被计算机分析,3可以很容易地被人类读懂
发送命令其实就是构造请求协议格式,以二进制的方式发送出去
redis回复协议格式
* 状态回复(status reply)的第一个字节是 “+”,如:+ok\r\n
* 错误回复(error reply)的第一个字节是 “-“,如:-ERR unknown command xxx\r\n
在 "-" 之后,直到遇到第一个空格或新行为止,这中间的内容表示所返回错误的类型
* 整数回复(integer reply)的第一个字节是 “:”,如::1000\r\n
* 批量回复(bulk reply)的第一个字节是 “$”,如:$6\r\nfoobar\r\n,也是长度加内容的风格
* 多条批量回复(multi bulk reply)的第一个字节是 “*”,如:*5\r\n:1\r\n:2\r\n:3\r\n:4\r\n$6\r\nfoobar\r\n,前面多了数量
接收命令其实就是解析以上格式
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