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【Redis 源码分析】Server 启动过程

作者:零点999
  • 2023-03-26
    北京
  • 本文字数:5176 字

    阅读完需:约 17 分钟

【Redis源码分析】Server启动过程


背景

  • 我们通过源码来看看 redis 的 server 启动的时候会初始化哪些参数或者对象,以及都做了哪些工作?

说明

  • 源码分析基于 redis 的 6.2 版本

  • 源码分析主要是在 server.h 和 server.c

  • 本次主要是分析启动过程的流程,一些细节等后续分章节分析

流程图

源码解析

预备知识

redisServer

  • server.h 中定义了一个 redisServer 全局变量,存储 Redis 服务器信.包括服务器配置项和运行时数据:

  • 网络连接信息

  • 数据库

  • redisDb

  • 命令表

  • 客户端信息

  • 从服务器信息

  • 统计信息等数据

代码启动入口

  • Redis 的 Server 实例启动是从 server.c 这个文件的 main 开始执行的


int main(int argc, char **argv) {    struct timeval tv;    int j;    char config_from_stdin = 0;    // 删除了代码中的#ifdef        // 设置时区    setlocale(LC_COLLATE,"");    tzset(); /* Populates 'timezone' global. */    //Redis中对内存的管理功能由 zmalloc 完成,表示在内存不足(out of memory,缩写oom)的时候所采取的操作    zmalloc_set_oom_handler(redisOutOfMemoryHandler);    //以getpid()为随机序列的种子,即将系统返回的进程ID作为随机序列的种子    srand(time(NULL)^getpid());    srandom(time(NULL)^getpid());    gettimeofday(&tv,NULL);    init_genrand64(((long long) tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) ^ getpid());    crc64_init();
umask(server.umask = umask(0777)); // 设置随机种子 uint8_t hashseed[16]; getRandomBytes(hashseed,sizeof(hashseed)); dictSetHashFunctionSeed(hashseed); // 检查是否是哨兵模式 server.sentinel_mode = checkForSentinelMode(argc,argv); // 初始服务端的默认配置 initServerConfig(); //ACL子系统必须尽快初始化,因为基本的网络代码和客户端创建都依赖于它 ACLInit();
// 初始化模块系统 moduleInitModulesSystem(); tlsInit();
// 将可执行路径和参数存储在一个安全的地方,以便以后能够重新启动服务器 server.executable = getAbsolutePath(argv[0]); //保存执行的参数分配内存 server.exec_argv = zmalloc(sizeof(char*)*(argc+1)); server.exec_argv[argc] = NULL; // 保存执行的参数 for (j = 0; j < argc; j++) server.exec_argv[j] = zstrdup(argv[j]);

// 如果是哨兵模式,就初始化哨兵的配置以及哨兵模式的参数 if (server.sentinel_mode) { initSentinelConfig(); initSentinel(); }
/* * 检查是否要执行 RDB 检测或 AOF 检查,这对应了实际运行的程序是 redis-check-rdb 或 redis-check-aof * */ // 如果运行的是redis-check-rdb程序 调用redis_check_rdb_main if (strstr(argv[0],"redis-check-rdb") != NULL) redis_check_rdb_main(argc,argv,NULL); // 如果运行的是redis-check-aof程序 调用redis_check_aof_main else if (strstr(argv[0],"redis-check-aof") != NULL) redis_check_aof_main(argc,argv);
if (argc >= 2) { /* 解析命令行的选项 */ // 解析命令行参数 解析配置文件 loadServerConfig(server.configfile, config_from_stdin, options); if (server.sentinel_mode) loadSentinelConfigFromQueue(); //释放一个sds字符串 sdsfree(options); } // 哨兵模式,检查配置文件 if (server.sentinel_mode) sentinelCheckConfigFile(); // 守护进程后台运行 server.supervised = redisIsSupervised(server.supervised_mode); int background = server.daemonize && !server.supervised; if (background) daemonize();

// 初始化服务端 initServer(); serverLog(LL_WARNING,"初始化"); if (background || server.pidfile) createPidFile(); if (server.set_proc_title) redisSetProcTitle(NULL); redisAsciiArt(); checkTcpBacklogSettings();
// 如果不是哨兵模式 if (!server.sentinel_mode) { moduleInitModulesSystemLast(); moduleLoadFromQueue(); ACLLoadUsersAtStartup(); InitServerLast(); // 从磁盘上load AOF 或者是 RDB 文件,以便恢复之前的数据。 loadDataFromDisk(); }
/* 警告可疑的max-memory设置. */ if (server.maxmemory > 0 && server.maxmemory < 1024*1024) { serverLog(LL_WARNING,"WARNING: You specified a maxmemory value that is less than 1MB (current value is %llu bytes). Are you sure this is what you really want?", server.maxmemory); }
redisSetCpuAffinity(server.server_cpulist); setOOMScoreAdj(-1);
// 进入事件驱动框架,开始循环处理各种事件 aeMain(server.el); aeDeleteEventLoop(server.el); return 0;}
复制代码

关键的代码

  • 初始服务端的默认配置 initServerConfig();

  • 初始化服务端 initServer();

  • 进入事件驱动框架,开始循环处理各种触发的事件 aeMain(server.el);

重点分析 initServer 函数

void initServer(void) {    int j;
//开启了 Unix 系统日志,则调用 openlog()与 Unix 系统日志建立输出连接,以便输出系统日志 if (server.syslog_enabled) { openlog(server.syslog_ident, LOG_PID | LOG_NDELAY | LOG_NOWAIT, server.syslog_facility); }

// 创建共享对象集合,这些数据可在各场景中共享使用, // 如小数字 0~9999、常用字符串+OK\r\n(命令处理成功响应字符串)、+PONG\r\n(ping 命令响应字符串) createSharedObjects(); // 尝试修改环境变量,提高系统允许打开的文件描述符上限,避免由于大量客户端连接(Socket 文件描述符)导致错误。 adjustOpenFilesLimit(); const char *clk_msg = monotonicInit(); serverLog(LL_NOTICE, "monotonic clock: %s", clk_msg); // 创建事件驱动框架 server.el = aeCreateEventLoop(server.maxclients+CONFIG_FDSET_INCR); if (server.el == NULL) { serverLog(LL_WARNING, "Failed creating the event loop. Error message: '%s'", strerror(errno)); exit(1); } // 分配db内存 server.db = zmalloc(sizeof(redisDb)*server.dbnum);
/* 监听端口 */ if (server.port != 0 && listenToPort(server.port,&server.ipfd) == C_ERR) { serverLog(LL_WARNING, "Failed listening on port %u (TCP), aborting.", server.port); exit(1); } /* 配置了 server.tls_ port,则开启 TLS Socket 服务,Redis 6.0 开始支持 TLS 连接. */ if (server.tls_port != 0 && listenToPort(server.tls_port,&server.tlsfd) == C_ERR) { serverLog(LL_WARNING, "Failed listening on port %u (TLS), aborting.", server.tls_port); exit(1); }
/* 配置了 server.unixsocket,则开启 UNIX Socket 服务. */ if (server.unixsocket != NULL) { unlink(server.unixsocket); /* don't care if this fails */ server.sofd = anetUnixServer(server.neterr,server.unixsocket, server.unixsocketperm, server.tcp_backlog); if (server.sofd == ANET_ERR) { serverLog(LL_WARNING, "Opening Unix socket: %s", server.neterr); exit(1); } anetNonBlock(NULL,server.sofd); anetCloexec(server.sofd); }
/* 如果根本没有监听套接字,则中止. */ if (server.ipfd.count == 0 && server.tlsfd.count == 0 && server.sofd < 0) { serverLog(LL_WARNING, "Configured to not listen anywhere, exiting."); exit(1); }
/* 创建Redis数据库,初始化其他内部状态。 */ for (j = 0; j < server.dbnum; j++) { // 创建全局哈希表 server.db[j].dict = dictCreate(&dbDictType,NULL); //创建过期key的信息表 server.db[j].expires = dictCreate(&dbExpiresDictType,NULL); //为被BLPOP阻塞的key创建信息表 server.db[j].expires_cursor = 0; //为被BLPOP阻塞的key创建信息表 server.db[j].blocking_keys = dictCreate(&keylistDictType,NULL); //为将执行PUSH的阻塞key创建信息表 server.db[j].ready_keys = dictCreate(&objectKeyPointerValueDictType,NULL); //为被MULTI/WATCH操作监听的key创建信息表 server.db[j].watched_keys = dictCreate(&keylistDictType,NULL); server.db[j].id = j; server.db[j].avg_ttl = 0; server.db[j].defrag_later = listCreate(); listSetFreeMethod(server.db[j].defrag_later,(void (*)(void*))sdsfree); } //初始化LRU 池 evictionPoolAlloc(); /* Initialize the LRU keys pool. */
/* 创建一个时间事件,执行函数为 serverCron, * 这是我们增量处理许多后台操作的方法,比如客户端超时,清除未访问的过期键等等. */ if (aeCreateTimeEvent(server.el, 1, serverCron, NULL, NULL) == AE_ERR) { serverPanic("Can't create event loop timers."); exit(1); }
/* 创建一个事件处理程序,用于接受TCP和Unix域套接字中的新连接. */ if (createSocketAcceptHandler(&server.ipfd, acceptTcpHandler) != C_OK) { serverPanic("Unrecoverable error creating TCP socket accept handler."); }
if (createSocketAcceptHandler(&server.tlsfd, acceptTLSHandler) != C_OK) { serverPanic("Unrecoverable error creating TLS socket accept handler."); }
//创建文件事件,并注册相应的事件处理函数 if (server.sofd > 0 && aeCreateFileEvent(server.el,server.sofd,AE_READABLE, acceptUnixHandler,NULL) == AE_ERR) serverPanic("Unrecoverable error creating server.sofd file event.");
/* 注册一个可读事件,用于在模块中阻塞的客户端需要注意时唤醒事件循环。*/ if (aeCreateFileEvent(server.el, server.module_blocked_pipe[0], AE_READABLE, moduleBlockedClientPipeReadable,NULL) == AE_ERR) { serverPanic( "Error registering the readable event for the module " "blocked clients subsystem."); }
/* 注册事件驱动框架的钩子函数,事件循环器在每次阻塞前后都会调用钩子函数*/ aeSetBeforeSleepProc(server.el,beforeSleep); aeSetAfterSleepProc(server.el,afterSleep);
/* 如果需要,打开AOF文件. */ if (server.aof_state == AOF_ON) { server.aof_fd = open(server.aof_filename, O_WRONLY|O_APPEND|O_CREAT,0644); if (server.aof_fd == -1) { exit(1); } }
/* 如果 Redis 运行在 32 位操作系统上,由于 32 位操作系统内存空间限制为 4GB,所以将 Redis 使用内存限制为 3GB,避免 Redis 服务器因内存不足而崩溃。. */ if (server.arch_bits == 32 && server.maxmemory == 0) { serverLog(LL_WARNING,"Warning: 32 bit instance detected but no memory limit set. Setting 3 GB maxmemory limit with 'noeviction' policy now."); server.maxmemory = 3072LL*(1024*1024); /* 3 GB */ server.maxmemory_policy = MAXMEMORY_NO_EVICTION; } // 如果是Cluster 模式启动则初始化集群相关的 if (server.cluster_enabled) clusterInit(); replicationScriptCacheInit(); // 初始化LUA机制 scriptingInit(1); // 初始化慢日志机制 slowlogInit(); //初始化延迟监控机制 latencyMonitorInit(); ACLUpdateDefaultUserPassword(server.requirepass);}
复制代码

总结

  • RedisServer 的整体启动流程:

  • 初始化默认配置

  • 解析启动命令

  • 初始化 server

  • 启动事件驱动框架

  • 循环处理各种事件

  • RedisServer 结构体存储服务端配置项、运行时数据

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