Redis追本溯源（三）内核：线程模型、网络IO模型、过期策略与淘汰机制、持久化

**Redis 追本溯源 (三) 内核**

在前两篇文章中，我们已经了解了 Redis 的基本架构和数据结构。现在，我们将深入探讨 Redis 内核的核心组成部分：线程模型、网络 IO 模型、过期策略与淘汰机制以及持久化。

###1. 线程模型Redis 使用多线程模型来处理客户端请求。每个线程负责处理一个客户端连接，线程之间通过共享内存进行通信。这种设计使 Redis 能够高效地处理大量的并发请求。

**线程池**

Redis 使用一个线程池来管理线程资源。线程池中包含多个线程，每个线程都有一个唯一的 ID。客户端连接时，会分配一个空闲线程来处理该连接。

c// thread_pool.ctypedef struct {
 int id; // 线程ID pthread_t tid; // 线程句柄} Thread;

// thread_pool.hvoid init_thread_pool(int num_threads);
Thread* get_thread(void);

**线程函数**

每个线程都有一个自己的函数，负责处理客户端请求。这个函数会不断地从 Redis 的内存中读取数据，并将其返回给客户端。

c// thread_func.cvoid* thread_func(void* arg) {
 // 处理客户端请求 return NULL;
}

###2. 网络 IO 模型Redis 使用非阻塞 I/O 模式来处理网络请求。这种模式使 Redis 能够高效地处理大量的并发连接。

**select()**

Redis 使用 select() 函数来监控多个文件描述符（如 socket）的状态。当有数据可读或写时，select() 会返回一个值，表示哪些文件描述符准备好进行 I/O 操作。

c// net_io.cint select(int max_fd, fd_set* read_fds, fd_set* write_fds);

**epoll**

Redis 也支持 epoll 模式，这种模式比 select() 更高效。epoll 会将所有活跃的文件描述符存储在一个列表中，当有数据可读或写时，会通知 Redis。

c// net_io.cint epoll_create(int size);
int epoll_wait(int fd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout);

###3. 过期策略与淘汰机制Redis 使用过期策略来管理内存中的数据。过期策略会根据一定的时间间隔（如 TTL）将数据标记为过期，然后在后台线程中进行淘汰。

**过期策略**

Redis 支持两种过期策略：定时器和 LRU (最近最少使用)。

c// expire.cvoid set_expire_policy(int policy);

**淘汰机制**

当数据过期时，Redis 会将其从内存中移除。淘汰机制会根据一定的策略（如 TTL 或 LRU）选择哪些数据需要被移除。

c// eviction.cvoid evict_expired_data(void);

###4. 持久化Redis 支持两种持久化方式：RDB (Redis Database) 和 AOF (Append-Only File)。

**RDB**

RDB 是一种快照式的持久化方式。Redis 会在一定的时间间隔（如每秒）将内存中的数据写入一个 RDB 文件中。

c// rdb.cvoid save_rdb(void);

**AOF**

AOF 是一种日志式的持久化方式。Redis 会将所有的写操作记录在一个 AOF 文件中。

c// aof.cvoid append_aof(void);

通过以上内容，我们可以看到 Redis 内核的核心组成部分包括线程模型、网络 IO 模型、过期策略与淘汰机制以及持久化。这些组件共同使得 Redis 能够高效地处理大量的并发请求，并且能够保证数据的安全性和可靠性。