图片来自《Redis设计与实现》
Redis数据库
redis.server中redisServer.dbnum用于初始化生成多少个数据库，默认16个，Select命令选择数据库
redis.client中redis.db指针指向当前正在使用的数据库
一、过期策略
设置过期时间命令expire如 expire <key> <ttl>
redisDb主要由dict和expires两个字典组成:
dict 为键空间字典，存放该数据库中所有的键对象；expires参数称为过期字典，存放每个键对应的过期时间
expires的键是一个指针，指向键空间中的某个键对象；值是long long类型的整数，存放过期时间（毫秒UNIX时间戳(chuo)）
两步判断键是否过期：
(1)检查给定键是否存在于过期字典；存在，则获得对应的时间戳
(2)获取当前UNIX时间戳，两者进行比较，即可知道是否过期
三个过期键删除策略：
1.定时删除：使用定时器（基于时间事件，无序链表，复杂度O(N)，无法高效处理大量时间事件），定时检查键是否过期，对内存友好的策略
2.惰性删除：使用键时才去检查该键是否过期，对CPU友好的策略
3.定期删除：折中的策略，随机检查一部分键的过期时间并删除其中过期的键，难点是确定删除执行的时长和频率
Redis中采用 惰性删除 和 定期删除 配合使用
由于两种过期键删除策略仍然可能会导致大量过期键堆积在内存，为此，Redis引入的内存淘汰机制（淘汰策略共6种。最重要的是 allkeys-lru）
过期键对RDB、AOF持久化以及复制的影响
RDB：RDB持久化时，会检查键是否过期；RDB载入时，主服务器会检查键是否过期，从服务器忽略，等待主服务器同步时处理
AOF：AOF文件写入时忽略，直到过期键被删除，才向AOF文件追加一条删除过期键的命令
AOF文件重写时，会检查键是否过期
复制：主服务器每删除一个过期键，则显示地向所有从服务器发送一个DEL命令，通知从服务器删除过期键
（这个其实就是主从复制的同步流程？）
二、持久化
Redis的持久化分为两种：RDB持久化 和 AOF持久化
RDB持久化：
一个经过压缩的二进制文件；以键值对形式存储数据库信息，不同的键值对使用不同的方式保存
两个命令的区别：SAVE，BGSAVE
save：阻塞式RDB持久化。服务器线程执行RDB持久化操作，期间不能处理任何命令请求
bgsave：非阻塞式RDB持久化。会创建一个子进程用于执行RDB持久化操作，服务器线程仍然能处理命令请求
RDB文件载入
无命令，服务器启动时自动执行；若服务器开启了AOF持久化功能， 会优先使用AOF文件来还原数据库状态
RDB自动间隔性保存
可配置服务器save选项，每隔一段时间自动执行一次bgsave命令
默认满足三个条件之一，则自动执行一次bgsave命令。条件存储在 saveparams 参数中
除saveparams数组外，还存储 dirty计数器 和 lastsave属性；dirty用于计算累积操作次数，lastsave用于和当前时间戳比较，计算经过的时间
三个条件：900 1；300 10；60 10000
Redis的周期性操作函数 serverCron 默认每间隔100ms执行一次，用于对正运行的服务器维护，其中就包括检查参数条件是否满足
AOF持久化：
通过保存Redis命令来保存数据库信息
以Redis命令请求协议格式保存，Append Only File
三步实现AOF持久化：
(1)命令追加：每执行一个命令，就将命令追加到aof_buf缓冲区（常量值大小64）末尾
(2)命令写入：服务器每次结束一个事件循环前，都会调用flushAppendOnlyFile函数，考虑是否将缓冲区数据写入AOF文件
(3)命令同步：与flushAppendOnlyFile函数的 appendfsync 参数决定
always：缓冲区写入并同步到AOF文件
everysec：每秒同步一次
no：只写入，由操作系统决定同步
AOF的载入还原：
(1)创建一个不带网络连接的伪客户端（用于执行AOF文件中的Redis命令，因为命令只能在客户端中执行）
(2)从AOF文件中分析并读取出一条命令
(3)伪客户端执行命令
(4)循环执行2,3；直到AOF文件中的命令执行完毕
AOF的文件重写： bgrewriteaof
为什么需要：为了解决随时间和操作的增长，AOF文件的膨胀问题，处理AOF文件中命令冗余
实现理念：不是读取原有AOF文件内容，而是直接读取当前数据库状态，然后用一条(或多条，尽量少的)命令去记录键值对
实现过程：
1.创建一个子进程后台执行重写 --- 避免使用锁的情况下，保证数据安全；且不阻塞服务器进程
2.使用了AOF重写缓冲区，服务器每执行一个命令，都将命令同时追加到AOF缓冲区和AOF重写缓冲区
3.重写工作完成后，子进程返回一个信号，父进程调用信号处理函数
（1）将AOF重写缓冲区的内容写入新AOF文件中，使新AOF文件与数据库状态一致
（2）对新AOF文件改名，原子性地覆盖现有AOF文件，完成新旧AOF文件交替
注意：调用信号处理函数阶段，服务器进程阻塞。（重写过程中就这一处阻塞）
RDB与AOF两种持久化方式的比较
（1）RDB文件小，恢复快；但是无法保存最近一次快照后的数据，即会丢失这部分数据
（2）AOF文件可读性高，数据不易丢失；但是文件体积大，恢复时间长
Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化
三、事件
Redis 服务器是一个事件驱动程序
单线程运行，I/O多路复用来监听多个套接字;有两种事件（文件事件和时间事件）
文件事件：对套接字进行操作的抽象；有可读事件、可写事件；文件事件拥有基于Reactor模式的文件事件处理器。
文件事件处理器： 套接字 + I/O多路复用程序 + 文件事件分派器 + 事件处理器
常见事件处理器：连接应答处理器，命令请求处理器，命令回复处理器。（依次为连接、接收命令、处理命令回复）
时间事件：给定的时间点执行类操作的抽象；有定时事件、周期性事件
时间事件实现： Redis 将所有时间事件都放在一个无序链表（不按when属性大小排序）中，通过遍历整个链表查找出已到达的时间事件，并调用相应的事件处理器。
时间事件：三个参数（id，when，timeProc）；典型事件：serverCron
事件调度与执行
def aeProcessEvents(): # 获取到达时间离当前时间最接近的时间事件 time_event = aeSearchNearestTimer() # 计算最接近的时间事件距离到达还有多少毫秒 remaind_ms = time_event.when - unix_ts_now() # 如果事件已到达，那么 remaind_ms 的值可能为负数，将它设为 0 if remaind_ms < 0: remaind_ms = 0 # 根据 remaind_ms 的值，创建 timeval timeval = create_timeval_with_ms(remaind_ms) # 阻塞并等待文件事件产生，最大阻塞时间由传入的 timeval 决定 aeApiPoll(timeval) # 处理所有已产生的文件事件 procesFileEvents() # 处理所有已到达的时间事件 processTimeEvents()
