《Redis设计与实现》知识点目录

Redis设计与实现

第一部分 数据结构与对象

第二章 简单动态字符串

  • p8 简单动态字符串SDS

2.1 SDS的定义

  • p9 每个sds.h/sdshdr结构表示一个SDS值

2.2 SDS与C字符串的区别

  • p10 常数复杂度获取字符串长度
    • p10 获取一个SDS长度的复杂度仅为O(1)
  • p11 杜绝缓冲区溢出
    • p11 SDS修改操作
  • p12 减少修改字符串带来的内存重分配次数
    • p13 空间预分配
    • p14 惰性空间释放
  • p15 二进制安全
    • p16 SDS的二进制安全
  • p16 兼容部分C字符串函数
    • p17 SDS可以在有需要时重用<String.h>函数库
  • p17 总结
    • p17 C字符串和SDS之间的区别

2.3 SDS API

  • P17 SDS的主要操作API

2.4 重点回顾

  • p18 SDS相比C字符串的优点

第三章 链表

3.1 链表和链表节点的实现

  • p20 list结构
  • p21 Redis链表的实现特性

3.2 链表和链表节点的API

  • p21 用于操作链表和链表节点的API

3.3 重点回顾

第四章 字典

4.1 字典的实现

  • p24 哈希表

    • p24 dictht结构
  • p25 哈希表节点

    • p25 dictEntry结构
  • p26 字典

    • p26 dic结构

4.2 哈希算法

  • p27 Redis计算哈希值和索引值的方法
  • p28 Redis使用MurmurHash2算法计算键的哈希值

4.3 解决键冲突

  • p28 Redis的哈希表使用链地址法解决键冲突

4.4 rehash

  • p29 Redis对字典的哈希表执行rehash的步骤如下
  • p32 哈希表的扩展与收缩
    • p32 负载因子

4.5 渐进式rehash

  • p33 渐进式rehash详细步骤
  • p36 渐进式rehash执行期间的哈希表操作

4.6 字典API

  • p36 字典的主要操作API

第五章 跳跃表

  • p38 跳跃表

5.1 跳跃表的实现

  • p39 跳跃表由zskiplistNode和zskiplist两个结构定义

  • p39 zskiplist结构

  • p40 跳跃表节点

    • p40 zskiplistNode结构
      • p40 层
      • p40 前进指针
      • p41 跨度
      • p42 后退指针
      • p42 分值和成员
    • p43 跳跃表

5.2 跳跃表API

  • p44 跳跃表的所有操作API

第六章 整数集合

6.1 整数集合的实现

  • p47 contents数组(整数集合底层实现)的真正类型取决于encoding的值

6.2 升级

  • p48 升级整数集合并添加新元素的三步骤
  • p50 升级之后新元素的摆放位置

6.3 升级的好处

  • p50 提升灵活性
  • p50 节约内存

6.4 降级

6.5 整数集合API

  • p51 整数集合的操作API

第七章 压缩链表

  • p52 压缩链表概念

7.1 压缩链表的构成

  • p53 压缩链表组成部分详细说明

7.2 压缩链表节点的构成

  • p54 previous_entry_length
  • p55 压缩链表从表尾节点向表头结点进行遍历的完整过程
  • p55 encoding
  • p56 content

7.3 连锁更新

  • p58 连锁更新

7.4 压缩链表API

  • p59 压缩链表API

第八章 对象

8.1 对象的类型与编码

  • p61 redisObject结构
  • p61 类型
    • p61 对象的类型
    • p61 TYPE命令
  • p62 编码和底层实现
    • p62 encoding属性记录了对象所使用的编码
    • p62 每种类型的对象可以使用的编码
    • p63 OBJECT ENCODING命令

8.2 字符串对象

  • p64 字符串对象的编码可以是int、raw或者embstr
  • p65 embstr编码的字符串对象来保存短字符串值的好处
  • p66 字符串对象保存各类型值得编码方式
  • p66 编码的转换
  • p67 字符串命令的实现

8.3 列表对象

  • p68 列表对象的编码可以是ziplist或者Linkedlist
  • p70 编码转换
    • p70 列表对象使用ziplist编码的两个条件

8.4 哈希对象

  • p71 哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable
  • p73 编码转换
    • p73 哈希对象使用ziplist编码的两个条件
  • p74 哈希命令的实现

8.5 集合对象

  • p75 集合对象的编码可以是intset或者hashtable
  • p75 编码的转换
    • p75 集合对象使用intset编码的两个条件
  • p76 集合命令的实现

8.6 有序集合对象

  • p77 有序集合对象的编码可以是ziplist或者skiplist
  • p78 为什么有序集合需要同时使用跳跃表和字典来实现
  • p79 编码的转换
    • p79 有序集合对象使用ziplist编码的两个条件
  • p80 有序集合命令的实现

8.7 类型检查与命令多态

  • p82 类型检查的实现
    • p83 类型检查过程
  • p83 多态命令的实现
    • p83 一些命令是多态的

8.8 内存回收

  • p84 Redis使用引用计数法实现内存回收机制
  • p84 引用计数规则

8.9 对象共享

  • p85 让多个键共享同一个值对象需要执行两个步骤
  • p86 Redis在初始化服务器时创建了一万个字符串对象,包含0到9999的所有整数值,并将它们作为共享对象
  • p86 OBJECT REFCOUNT命令
  • p87 为什么Redis不共享包含字符串的对象

8.10 对象的空转时长

  • p87 OBJECT IDLETIME命令

第二部分 单机数据库的实现

第九章 数据库

9.1 服务器中的数据库

  • p90 redisServer结构和redisDb结构

9.2 切换数据库

  • p91 SELECT命令
  • p92 SELECT命令实现原理

9.3 数据库键空间

  • p93 键空间
  • p94 添加新键
  • p95 删除键
  • p95 更新键
  • p97 对键取值
  • p98 其他键空间操作
  • p98 读写键空间时的维护操作
    • p98 服务器会记录键空间命中次数或键空间不命中次数
    • p98 键的LRU时间
    • p99 脏键标记

9.4 设置键的生存时间或过期时间

  • p99 EXPIRE命令和PEXPIRE命令
  • p99 EXPIREAT命令和PEXPIREAT命令
  • p100 TTL命令和PTTL命令
  • p100 设置过期时间
    • p101 设置生存时间和设置过期时间的命令之间的转换
  • p101 保存过期时间
    • p101 过期字典
  • p104 移除过期时间
    • p104 PERSIST命令
  • p105 计算并返回剩余生存时间
    • p105 TTL命令和PTTL命令
  • p106 过期键的判定

9.5 过期键删除策略

  • p107 定时删除
  • p108 惰性删除
  • p108 定期删除

9.6 Redis的过期键删除策略

  • p108 Redis服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略
  • p109 惰性删除策略的实现
  • p109 定期删除策略的实现

9.7 AOF、RDB和复制功能对过期键的处理

  • p111 生成RDB文件

    • p111 已过期的键不会被保存到新创建的RDB文件中
  • p111 载入RDB文件

  • p112 AOF文件写入

  • p112 AOF重写

  • p112 复制

  • p113 数据库通知

9.8 数据库通知

  • p113 数据库通知
  • p114 键空间通知和键事件通知
  • p114 notify-keyspace-events选项决定了服务器所发送通知的类型
  • p115 发送通知
    • p115 notifyKeyspaceEvent函数实现了发送数据库通知的功能
  • p116 发送通知的实现

第十章 RDB持久化

  • p118 数据库状态

10.1 RDB文件的创建与载入

  • p119 SAVE命令和BGSAVE命令
  • p120 AOF文件的更新频率通常比RDB文件的更新频率高
  • p120 SAVE命令执行时的服务器状态
    • p120 SAVE命令执行时,Redis服务器将被阻塞
  • p120 BGSAVE命令执行时候的服务器状态
    • p121 BGSAVE命令执行期间,服务器处理SAVE、BGSAVE、BGREWRITEAOF三个命令的方式会发生变化
  • p121 RDB文件载入时的服务器状态
    • p121服务器在载入RDB文件期间,会一直处于阻塞状态,直到载入工作完成

10.2 自动间隔性保存

  • p121 save选项
  • p122 设置保存条件
    • p122 save选项默认条件
  • p123 dirty计数器和lastsave属性
  • p124 设置保存条件是否满足
    • p124 服务器周期性操作函数serverCron

10.3 RDB文件结构

  • p125 RDB文件结构

  • p126 check_sum校验和

  • p126 databases部分

    • p126 RDB文件中的数据库结构
  • p127 key_value_pairs部分

    • p127 不带过期时间的键值对结构
    • p128 带有过期时间的键值对结构
  • p128 value的编码

10.4 分析RDB文件

  • p133 od命令可以分析RDB文件
  • p133 不包含任何键值对的RDB文件
  • p134 包含字符串键的RDB文件
  • p135 包含带有过期时间的字符串键的RDB文件
  • p135 包含一个集合键的RDB文件
  • p136 关于分析RDB文件的说明

第十一章 AOF持久化

11.1 AOF持久化的实现

  • p139 命令追加
  • p140 AOF文件的写入与同步
    • p140 Redis的服务器进程是一个事件循环
    • p140 appendfsync选项
    • p141 文件的写入和同步

11.2 AOF的载入与数据还原

  • p142 Redis读取AOF文件并还原数据库的详细步骤

11.3 AOF重写

  • p143 AOF重写
  • p143 AOF文件重写的实现
    • p144 AOF重写功能的实现原理
    • p147 元素数量超过一个参数时,重写程序使用多条命令来记录键的值
  • p147 AOF后台重写
    • p148 AOF重写缓冲区

第十二章 事件

  • p151 文件事件和时间事件

12.1 文件事件

  • p151 文件事件处理器
  • p152 文件事件处理器的构成
  • p152 I/O多路复用程序的实现
    • p152 Redis的I/O多路复用程序的所有功能都是通过包装常见的I/O多路复用函数库来实现的
  • p153 事件的类型
    • p153 READABLE事件和WRITABLE事件
  • p153 API
  • p154 文件时间的处理器
    • p154 连接应答处理器
    • p155 命令请求处理器
    • p155 命令回复处理器
    • p155 一次完整的客户端与服务器连接事件示例

12.2 时间事件

  • p156 定时事件和周期性事件
  • p157 时间事件的实现
  • p157 API
  • p159 时间事件应用实例:serverCron函数

12.3 事件的调度与执行

  • p160 事件处理角度下的服务器运行流程

第十三章 客户端

  • p162 redisClient结构-客户端状态
  • p163 clients链表

13.1 客户端属性

  • p163 套接字描述符
  • p164 名字
  • p165 标志
    • p166 PUBSUB命令和SCRIPT LOAD命令的特殊性
  • p167 输入缓冲区
  • p168 命令与命令参数
  • p169 命令的实现函数
    • p169 命令表
  • p169 输出缓冲区
  • p171 身份验证
  • p171 时间
    • p172 客户端空转时间

13.2 客户端的创建与关闭

  • p172 创建普通客户端
  • p173 关闭普通客户端
    • p173 普通客户端关闭的原因
    • p173 两种限制客户端输出缓冲区大小的方式
  • p174 Lua脚本的伪客户端
  • p174 AOF文件的伪客户端

第十四章

14.1 命令请求的执行过程

  • p177 发送命令请求
  • p177 读取命令请求
  • p178 命令执行器(1):查找命令实现
    • p178 redisCommand结构的主要属性
    • p179 slags属性的标识
    • p181 命令名字的大小写不影响命令表的查找结果
  • p181 命令执行器(2):执行预备操作
  • p182 命令执行器(3):调用命令的实现函数
  • p183 命令执行器(4):执行后续工作
  • p184 将命令回复发送给客户端
  • p184 客户端接收并打印命令回复

14.2 serverCron函数

  • p184 更新服务器时间缓存
  • p185 更新LRU时钟
  • p186 更新服务器每秒执行命令次数
  • p187 更新服务器内存峰值记录
  • p188 处理SIGTERM信号
  • p189 管理客户端资源
  • p189 管理数据库资源
  • p189 执行被延迟的BGREWRITEAOF
  • p190 检查持久化操作的运行状态
  • p191 将AOF缓冲区中的内容写入AOF
  • p191 关闭异步客户端
  • p191 增加cronloops计数器的值

14.3 初始化服务器

  • p192 初始化服务器状态结构
    • p193 initServerConfig函数
  • p193 载入配置选项
  • p194 初始化服务器数据结构
    • p194 initServer函数
    • p195 共享对象
  • p195 还原数据库状态
  • p196 执行事件循环

第三部分 多机数据库的实现

第十五章 复制

15.1 旧版复制功能的实现

  • p199 SYNC命令执行步骤
  • p200 命令传播

15.2 旧版复制功能的缺陷

  • p201 初次复制和断线后重复制
  • p203 SYNC命令是一个非常耗费资源的操作

15.3 新版复制功能的实现

  • p203 完整重同步和部分重同步

15.4 部分重同步的实现

  • p205 复制偏移量

  • p206 复制积压缓冲区

    • p206 固定长度先进先出队列
    • p209 根据需要调整复制积压缓冲区大小
  • p208 服务器运行ID

15.5 PSYNC命令的实现

  • p209 PSYNC命令的两种调用方法
  • p209 接收到PSYNC命令的主服务器向从服务器返回的三种回复

15.6 复制的实现

  • p211 步骤1:设置主服务器的地址和端口
  • p212 步骤2:建立套接字连接
  • p212 步骤3:发送PING命令
  • p213 步骤4:身份验证
  • p214 步骤5:发送端口信息
  • p215 步骤6:同步
  • p216 步骤7:命令传播

15.7 心跳检测

  • p216 发送REPLCONF ACK命令对于主从服务器有三个作用
  • p216 检测主从服务器的网络连接状态
  • p217 辅助实现min-slaves配置选项
  • p127 检测命令丢失
    • p218 Redis2.8版本以前的命令丢失

第十六章 Sentinel

  • p219 Sentinel
  • p220 故障转移操作

16.1 启动并初始化Sentinel

  • p220 启动一个Sentinel可以使用命令redis-sentinel
  • p221 当一个Sentinel启动时,它需要以下步骤
  • p221 初始化服务器
  • p221 Sentinel模式下Redis服务器主要功能的使用情况
  • p222 使用Sentinel专用代码
  • p222 初始化Sentinel状态
  • p223 初始化Sentinel状态的master属性
    • p223 每个sentinelRedisInstence结构代表一个被监视的Redis服务器实例
  • p226 创建连向主服务器的网络连接
    • p226 Sentinel会创建两个连向主服务器的异步网络连接

16.2 获取主服务器信息

  • p227 主服务器INFO命令回复

16.3 获取从服务器信息

  • p229 从服务器INFO命令回复

16.4 向主服务器和从服务器发送信息

  • p230 信息中和Sentinel有关的参数
  • p231 信息中和主服务器有关的参数

16.5 接收来自主服务器和从服务器的频道信息

  • p232 更新sentinels字典
  • p234 创建连向其他Sentinel的命令连接
    • p234 Sentinel之间不会创建订阅连接

16.6 检测主观下线状态

  • p235 down-after-milliseconds选项
  • p235 主观下线时长选项的作用范围
  • p236 多个Sentinel设置的主观下线时长可能不同

16.7 检查客观下线状态

  • p236 发送SENTINEL is-master-down-by-addr命令
  • p237 接收SENTINEL is-master-down-by-addr命令
  • p237 接收SENTINEL is-master-down-by-addr命令的回复
    • p238 客观下线状态的判断条件

16.8 选举领头Sentinel

  • 当一个主服务器被判断为客观下线时进行选举

16.9 故障转移

  • p240 故障转移的三个步骤
  • p241 选出新的主服务器
    • p241 新的主服务器是怎样挑选出来的
  • p242 修改从服务器的复制目标
  • p243 将旧的主服务器变为从服务器

第十七章 集群

17.1 节点

  • p245 CLUSTER MEET命令
  • p247 启动节点
  • p247 集群数据结构
    • p247 clusterNode结构
    • p248 clusterLink结构
    • p249 clusterState结构
  • p250 CLUSLTER MEET命令的实现

17.2 槽指派

  • p253 记录节点的槽指派信息
  • p254 传播节点的槽指派信息
  • p255 记录集群所有槽的指派信息
  • p257 CLUSTER ADDSLOTS命令的实现

17.3 在集群中的执行命令

  • p260 计算键属于哪个槽
  • p260 判断槽是否由当前节点负责处理
  • p261 MOVED错误
  • p261 节点数据库的实现
    • p261 slots_to_key跳跃表

17.4 重新分片

  • p266 重新分片的实现原理

17.5 ASK错误

  • p268 CLUSTER SETSLOT IMPORTING命令的实现
  • p269 CLUSTER SETSLOT MIGRATING命令的实现
  • p270 ASK错误
  • p271 ASKING命令
  • p273 ASK错误和MOVED错误的区别

17.6 复制与故障转移

  • p275 设置从节点
  • p278 故障检测
  • p280 故障转移
  • p280 选举新的主节点

17.7 消息

  • p282 消息头
  • p284 MEET、PING、PONG消息的实现
    • p284 Gossip协议
  • p285 FAIL消息的实现
  • p286 PUBLISH消息的实现

第四部分 独立功能的实现

第十八章 发布与订阅

  • p290 SUBSCRIBE命令
  • p290 PSUBSCRIBE命令

18.1 频道的订阅与退订

  • p292 pubsub_channels字典
  • p293 订阅频道
  • p294 退订频道

18.2 模式的订阅与退订

  • p296 订阅模式
  • p297 退订模式

18.3 发送消息

  • p298 将消息发送给频道订阅者
  • p299 将消息发送给模式订阅者

18.4 查看订阅信息

  • p301 PUBSUB CHANNELS
  • p301 PUBSUB NUMSUB
  • p303 PUBSUB NUMPAT

第十九章 事务

19.1 事务的实现

  • p306 事务开始
    • p306 MULTI命令
  • p306 命令入队
  • p307 事务队列
    • p307 mstate属性
  • p309 执行事务
    • p309 EXEC命令

19.2 WATCH命令的实现

  • p311 使用WATCH命令监视数据库键
  • p312 监视机制的触发
  • p313 判断事务是否安全
  • p313 一个完整的WATCH事务执行过程

19.3 事务的ACID性质

  • p314 原子性
  • p315 一致性
    • p316 入队错误
    • p317 执行错误
    • p317 服务器停机
  • p318 隔离性
  • p318 耐久性
    • p319 no-appendfsync-on-rewrite配置选项对耐久性的影响

第二十章 Lua脚本

第二十一章 排序

  • p344 ALPHA选项

21.1 SORT<key>命令的实现

  • p346 服务器执行SORT numbers命令的详细步骤

21.2 ALPHA选项的实现

  • p348 服务器执行SORT fruits ALPHA命令的详细步骤

21.3 ASC选项和DESC选项的实现

21.4 BY选项的实现

  • p350 服务器执行SORT fruits BY \*-price命令的详细步骤

21.5 带有ALPHA选项的BY选项的实现

  • p352 服务器执行SORT fruits BY \*-id ALPHA命令的详细步骤

21.6 LIMIT选项的实现

  • p354 服务器执行SORT alphabet ALPHA LIMIT 0 4命令的详细步骤

21.7 GET选项的实现

  • p356 服务器执行SORT studenst ALPHA GET \*-name命令的详细步骤

21.8 STORE选项的实现

  • p359 服务器执行SORT students ALPHA GET \*-name命令的详细步骤

21.9 多个选项的执行顺序

  • p359 选项的的执行顺序
    • p259 一个SORT命令的执行过程可以分为以下四步

第二十二章 二进制位数组

  • p362 Redis提供了SETBIT、GETBIT、BITCOUNT、BITOP四个命令用于处理二进制位数组

22.1 位数组的表示

  • p363 Redis使用字符串对象来表示位数组

22.2 GETBIT命令的实现

22.3 SETBIT命令的实现

  • p367 SETBIT命令的执行示例
  • p367 带扩展操作的SETBIT命令示例

22.4 BITCOUNT命令的实现

  • p370 二进制位统计算法(1):遍历算法
  • p370 二进制位统计算法(2):查表算法
  • p371 二进制位统计算法(3):variable-precision SWAR算法
    • p372 计算汉明重量
  • p374 二进制位统计算法(4):Redis的实现

22.5 BITOP命令的实现

第二十三章 慢查询日志

  • p379 SLOWLOG GET命令

23.1 慢查询记录的保存

23.2 慢查询日志的阅览和删除

23.3 添加新日志

第二十四章 监视器

24.1 成为监视器

24.2 向监视器发送命令信息

posted @ 2021-12-04 14:07  pedro7  阅读(24)  评论(0编辑  收藏  举报