压箱底!阿里P8大牛连肝33天手撸406页Redis核心笔记,玩转Redis
提问?
Redis的五种数据类型分别是由什么数据结构实现的?
Redis的字符串数据类型既可以存储字符串(比如"hello world"),又可以存储整数和浮点数(比如10086和3.14),甚至是二进制位(使用SETBIT等命令),Redis在内部是怎样存储这些值的?
Redis的一部分命令只能对特定数据类型执行(比如APPEND只能对字符串执行,HSET只能对哈希表执行),而另一部分命令却可以对所有数据类型执行(比如DEL、TYPE和EXPIRE),不同的命令在执行时是如何进行类型检查的?Redis在内部是否实现了一个类型系统?
Redis的数据库是怎样存储各种不同数据类型的键值对的?数据库里面的过期键又是怎样实现自动删除的?
除了数据库之外,Redis还拥有发布与订阅、脚本、事务等特性,这些特性又是如何实现的?
Redis使用什么模型或者模式来处理客户端的命令请求?一条命令请求从发送到返回需要经过什么步骤?
为了找到这些问题的答案,我在搜索引擎上面进行查找,可惜的是这次搜索并没有多少收获:Redis还是一个非常年轻的软件,对它的最好介绍就是官方网站上面的文档,但是这些文档主要关注的是怎样使用Redis,而不是介绍Redis的内部实现。
综合来看,详细而且完整地介绍Redis内部实现的资料,无论是外文还是中文都不存在。意识到这一点之后,我决定自己动手注释Redis的源代码,从中寻找问题的答案,并通过写博客的方式与其他Redis用户分享我的发现。在积累了七八篇Redis源代码注释文章之后,我想如果能将这些博文汇集成书的话,那一定会非常有趣,并且我自己也会从中学到很多知识。于是我开始创作《Redis设计与实现》,之后加以改进终于完成这份《Redis设计与实现》!!!现在分享给大家
《Redis设计与实现》对Redis的大多数单机功能以及所有多机功能的实现原理进行了介绍,展示了这些功能的核心数据结构以及关键的算法思想。通过阅读本书,读者可以快速、有效地了解Redis的内部构造以及运作机制,这些知识可以帮助读者更好、更高效地使用Redis。
内容简介
本书主要分为四大部分。
第一部分“数据结构与对象”介绍了Redis中的各种对象及其数据结构,并说明这些数据结构如何影响对象的功能和性能。
第二部分“单机数据库的实现”对Redis实现单机数据库的方法进行了介绍,包括数据库、RDB持久化、AOF持久化、事件等。
第三部分“多机数据库的实现”对Redis的Sentinel、复制(replication)、集群(cluster)三个多机功能进行了介绍。
第四部分“独立功能的实现”对Redis中各个相对独立的功能模块进行了介绍,涉及发布与订阅、事务、Lua脚本、排序、二进制位数组、慢查询日志、监视器等。
第一章 引言:本章节介绍了书籍内容概括+内容安排及内容简介
第一部分“数据结构与对象"
第二章 简单动态字符串
2.1 SDS的定义
2.2 SDS与C字符串的区别
2.3 SDS API
2.4 重点回顾
2.5 参考资料
第三章 链表
3.1 链表和链表节点的实现
3.2 链表和链表节点的API
3.3 重点回顾
第四章 字典
4.1 字典的实现
4.2 哈希算法
4.3 解决键冲突
4.4 rehash
4.5 渐进式rehash
4.6 字典API
4.7 重点回顾
第五章 跳跃表
5.1 跳跃表的实现
5.2 跳跃表API
5.3 重点回顾
第六章 整数集合
6.1 整数集合的实现
6.2 升级
6.3 升级的好处
6.4 降级
6.5 整数集合API
6.6 重点回顾
第七章 压缩列表
7.1 压缩列表的构成
7.2 压缩列表节点的构成
7.3 连锁更新
7.4 压缩列表API
7.5 重点回顾
第八章对象
8.1 对象的类型与编码
8.2 字符串对象
8.3 列表对象
8.4 哈希对象
8.5 集合对象
8.6 有序集合对象
8.7 类型检查与命令多态
8.8 内存回收
8.9 对象共享
8.10 对象的空转时长
第二部分“单机数据库的实现”
第九章 数据库:对Redis数据库的实现原理进行了介绍,说明了服务器保存键值对的方法,服务器保存键值对过期时间的方法,以及服务器自动删除过期键值对的方法等等。
第十章 RDB持久化:第10章“RDB持久化”和第11章“AOF持久化”分别介绍了Redis两种不同的持久化方式的实现原理,说明了服务器根据数据库来生成持久化文件的方法,服务器根据持久化文件来还原数据库的方法,以及 BGSAVE命令和BGREWRITEAOF命令的实现原理等等。
第十一章 AOF持久化
第十二章 事件:对 Redis的文件事件和时间事件进行了介绍
第十三章 客户端:对Redis服务器维护和管理客户端状态的方法进行了介绍,列举了客户端状态包含的各个属性,说明了客户端的输人缓冲区和输出缓冲区的实现方法,以及Redis服务器创建和销毁客户端状态的条件等等。
第十四章 服务器:对单机 Redis服务器的运作机制进行了介绍,详细地说明了服务器处理命令请求的步骤,解释了serverCron函数所做的工作,并讲解了Redis服务器的初始化过程。
第三部分“多机数据库的实现”
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第十五章 复制:对 Redis的主从复制功能( master-slave replication)的实现原理进行了介绍,说明了当用户指定一个服务器(从服务器)去复制另一个服务器(主服务器)时,主从服务器之间执行了什么操作,进行了什么数据交互,诸如此类。
第十六章 Sentinel:对Redis Sentinel 的实现原理进行了介绍,说明了Sentinel监视服务器的方法,Sentinel判断服务器是否下线的方法,以及 Sentinel对下线服务器进行故障转移的方法等等。
第十七章 集群:对 Redis集群的实现原理进行了介绍,说明了节点(node)的构建方法,节点处理命令请求的方法,转发( redirection)错误的实现方法,以及各个节点之间进行通信的方法等等。
第四部分“独立功能的实现”
第十八章 发布与订阅:对PUBLISH、SUBSCRIBE、PUBSUB等命令的实现原理进行了介绍,解释了Redis的发布与订阅功能是如何实现的。
第十九章 事务:对MULTI、EXEC、WATCH等命令的实现原理进行了介绍,解释了Redis 的事务是如何实现的,并说明了Redis 的事务对ACID性质的支持程度。
第二十章 Lua脚本:对EVAL、EVALSHA、SCRIPT LOAD等命令的实现原理进行了介绍,解释了Redis服务器是如何执行和管理用户传入的Lua脚本的;这一章还对Redis服务器构建Lua环境的过程,以及主从服务器之间复制Lua脚本的方法进行了介绍。
第二十一章 排序:对SORT命令以及SORT命令所有可用选项(比如DESC、ALPHA、GET等等)的实现原理进行了介绍,并说明了当SORT命令带有多个选项时,不同选项执行的先后顺序。
第二十二章 二进制位数组:对Redis保存二进制位数组的方法进行了介绍,并说明了GETBIT、SETBIT、BITCOUNT、BITOP这几个二进制位数组操作命令的实现原理。
第二十三章 慢查询日志:对Redis创建和保存慢查询日志( slow log)的方法进行了介绍,并说明了SLOWLOG GET、SLOWLOG LEN、SLOWLOG RESET等慢查询日志操作命令的实现原理。
第二十四章 监视器:介绍了将客户端变为监视器( monitor)的方法,以及服务器在处理命令请求时,向监视器发送命令信息的方法。
大牛点评
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