redis原理篇(黑马程序员虎哥 )回忆笔记

原理,老师讲的真好。相见恨晚。
以下内容是按视频课程的章节安排,在我自己听完课之后,凭借记忆总结的。(可能存在疏漏不足,后期补全和修正,同时也在这个过程巩固我自己的对于这个组件相关原理的学习)

2、原理篇-Redis网络模型

2.1 用户空间和内核态空间

在这里插入图片描述
为什么分层:用户应用不能直接操纵硬件CPU 内存 网关等设备,要不然就乱套了。
怎么实现:中间需要一个中间层 被称为内核空间,然后用户应用放在用户空间,系统那些直接操作硬件设备的放在内核空间
流程:如上图,应用这边发起了一个读操作,调用系统调用(硬件)的接口,然后硬件驱动那边在获取数据,系统调用的那个接口,就一直等着这个数据回来(这里其实就造成了阻塞。)
还有怎么把数据拷回去呢,是放在内核空间的buffer(缓冲区)里面,然后再复制到用户空间的缓冲区。

从这里也可以看出,那里显得比较繁琐了吧。
时间的浪费 系统接口调用等着数据回来这个过程是阻塞的
空间时间的浪费 buffer在两个空间之间的拷贝

2.2.网络模型-阻塞IO

老师这里直接搬出 unix 网络编程 这本书,上面详尽的介绍了几种IO模型
在这里插入图片描述

就是上面这样的

2.3 网络模型-非阻塞IO

在这里插入图片描述
用户应用进程一直调用recvfrom来确认,
其实屁用没有。消耗的时间还是阻塞那么久,然后还让这边一直调用,然后CPU 蹭的一下上去了。
在这里插入图片描述
这里的进程就像这个收银员一样,然后那个任务就像是顾客点餐。阻塞IO就是他一直站那里点餐,然后收银员就等着。
非阻塞就是就是顾客一直站那里点餐,然后收银员 一直问:“选好了没有 选好了没有 选好了没有”。

2.4 网络模型-IO多路复用

继续上面的点餐,来说。能怎么优化呢。
IO多路复用,在假定只有一个服务员的情况下,怎么利用。
那不就是那个顾客点好了,让服务员过去记一下。这个是比较合理的

2.5 网络模型-IO多路复用-select方式

现在顾客点好餐了(任务完成了),呼叫服务员。
服务员那边有个小铃铛,知道有人点好餐了,他要过去,但是不知道是哪个人点的,他要一路上问过去。

然后在实现上面:
这个用的还是 long int 数组,存储的数量的数量是固定的,现在数据量多大呀,不够用
然后他这个知道任务完成了,还要通过遍历,太慢了
然后他还需要把 数组在内核态和用户态之间拷贝来拷贝去。

2.6 网络模型-IO多路复用模型-poll模式

和select一个德行
这个用的还是 long int 数组,存储的数量的数量是固定的,现在数据量多大呀,不够用 ,不过用的是链表了,可以无限了,
但还是要遍历,那无限长的链表,无限遍历,更慢了
然后他还需要把 链表在内核态和用户态之间拷贝来拷贝去。

2.7 网络模型-IO多路复用模型-epoll函数

最后也就是现在用的多的。
这个是那个任务好了(谁点餐了),直接把号发过去。合理

用的红黑树(用来存任务节点),和链表(用来返回那些已经完成的节点id)。之后把这个链表返回就行了
任务节点都有这个回调函数,就是任务完成的时候把自己的id写到链表里面、

实现上有三个操作 epoll_create(初始化,直接存在内核态) epoll_ctl(新增节点) epoll_wait(看看哪个完成了,插入链表)

他就是把 之前两个那种新增+监听的操作,拆成两个(epoll_ctl epoll_wait)了,

2.8、网络模型-epoll中的ET和LT

ET就是一直重复的发
LT就发一次

ET会惊群效应,可能就一个完成了,他就都发出去了
LT是发一次,就把那个链表断开了,节点删除了,但我们可以通过epoll_ctl再把这个链表建起来,达成ET模式的效果。

2.9 网络模型-基于epoll的服务器端流程

在这里插入图片描述

3.0 、网络模型-信号驱动

3.0.1 异步IO

3.0.2 对比

3.1 、网络模型-Redis是单线程的吗?为什么使用单线程

在内存命令上还是单线程的。
但整体而言,已经是多线程的形状了。

单线程快呀,内存多快呀,制约速度的永远是IO,网络IO 或者数据库IO
然后 多线程的弊端,额外的上下文切换,然后安全性还要加锁,又慢了

3.2 、Redis的单线程模型-Redis单线程和多线程网络模型变更

在这里插入图片描述
是在网络IO的时候引入多线程来加速的,也就是将请求数据写入那里,还有,将结果写入reply那里。

3、Redis通信协议-RESP协议

3.1、Redis通信协议-基于Socket自定义Redis的客户端

命令的解析(得解析的出来),还有命令回复得让服务器看得懂
所以有个这个协议

+单行字符串
-异常
$ 多行字符串
*数组
:数字
在这里插入图片描述

3.2、Redis内存回收-过期key处理

惰性删除
周期删除:slow fast

3.3 Redis内存回收-内存淘汰策略

8种 lru lfu random ttl allkeys
在这里插入图片描述

4、结束语

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