《Redis设计与实现》对Redis的大多数单机功能以及所有多机功能的实现原理进行了介绍,展示了这些功能的核心数据结构以及关键的算法思想。通过阅读本书,读者可以快速、有效地了解Redis的内部构造以及运作机制,这些知识可以帮助读者更好、更高效地使用Redis。本书主要分为四大部分。第一部分“数据结构与对象”介绍了Redis中的各种对象及其数据结构,并说明这些数据结构如何影响对象的功能和性能。第二部分“单机数据库的实现”对Redis实现单机数据库的方法进行了介绍,包括数据库、RDB持久化、AOF持久化、事件等。第三部分“多机数据库的实现”对Redis的Sentinel、复制(replication)、集群(cluster)三个多机功能进行了介绍。第四部分“独立功能的实现”对Redis中各个相对独立的功能模块进行了介绍,涉及发布与订阅、事务、Lua脚本、排序、二进制位数组、慢查询日志、监视器等。
黄健宏,软件开发者,他喜欢函数式编程,热爱开源软件。出于对数据库的强烈兴趣,他开始阅读和分析 Redis 源代码,并对 Redis 2.6 和 Redis 3.0 的源代码进行了详细注释。他翻译并维护着 Redis 中文文档网站 www.RedisDoc.com ,编写了 OORedis 库。除此之外,他还是《Redis in Action》一书的译者。
前言
致谢
第1章 引言 1
1.1 Redis版本说明 1
1.2 章节编排 1
1.3 推荐的阅读方法 4
1.4 行文规则 4
1.5 配套网站 5
第一部分·数据结构与对象
第2章 简单动态字符串 8
2.1 SDS的定义 9
2.2 SDS与C字符串的区别 10
2.3 SDS API 17
2.4 重点回顾 18
2.5 参考资料 18
第3章 链表 19
3.1 链表和链表节点的实现 20
3.2 链表和链表节点的API 21
3.3 重点回顾 22
第4章 字典 23
4.1 字典的实现 24
4.2 哈希算法 27
4.3 解决键冲突 28
4.4 rehash 29
4.5 渐进式rehash 32
4.6 字典API 36
4.7 重点回顾 37
第5章 跳跃表 38
5.1 跳跃表的实现 39
5.2 跳跃表API 44
5.3 重点回顾 45
第6章 整数集合 46
6.1 整数集合的实现 46
6.2 升级 48
6.3 升级的好处 50
6.4 降级 51
6.5 整数集合API 51
6.6 重点回顾 51
第7章 压缩列表 52
7.1 压缩列表的构成 52
7.2 压缩列表节点的构成 54
7.3 连锁更新 57
7.4 压缩列表API 59
7.5 重点回顾 59
第8章 对象 60
8.1 对象的类型与编码 60
8.2 字符串对象 64
8.3 列表对象 68
8.4 哈希对象 71
8.5 集合对象 75
8.6 有序集合对象 77
8.7 类型检查与命令多态 81
8.8 内存回收 84
8.9 对象共享 85
8.10 对象的空转时长 87
8.11 重点回顾 88
第二部分·单机数据库的实现
第9章 数据库 90
9.1 服务器中的数据库 90
9.2 切换数据库 91
9.3 数据库键空间 93
9.4 设置键的生存时间或过期时间 99
9.5 过期键删除策略 107
9.6 Redis的过期键删除策略 108
9.7 AOF、RDB和复制功能对过期键的处理 111
9.8 数据库通知 113
9.9 重点回顾 117
第10章 RDB持久化 118
10.1 RDB 文件的创建与载入 119
10.2 自动间隔性保存 121
10.3 RDB 文件结构 125
10.4 分析RDB文件 133
10.5 重点回顾 137
10.6 参考资料 137
第11章 AOF持久化 138
11.1 AOF持久化的实现 139
11.2 AOF文件的载入与数据还原 142
11.3 AOF重写 143
11.4 重点回顾 150
第12章 事件 151
12.1 文件事件 151
12.2 时间事件 156
12.3 事件的调度与执行 159
12.4 重点回顾 161
12.5 参考资料 161
第13章 客户端 162
13.1 客户端属性 163
13.2 客户端的创建与关闭 172
13.3 重点回顾 174
第14章 服务器 176
14.1 命令请求的执行过程 176
14.2 serverCron函数 184
14.3 初始化服务器 192
14.4 重点回顾 196
第三部分·多机数据库的实现
第15章 复制 198
15.1 旧版复制功能的实现 199
15.2 旧版复制功能的缺陷 201
15.3 新版复制功能的实现 203
15.4 部分重同步的实现 204
15.5 PSYNC 命令的实现 209
15.6 复制的实现 211
15.7 心跳检测 216
15.8 重点回顾 218
第16章 Sentinel 219
16.1 启动并初始化Sentinel 220
16.2 获取主服务器信息 227
16.3 获取从服务器信息 229
16.4 向主服务器和从服务器发送信息 230
16.5 接收来自主服务器和从服务器的频道信息 231
16.6 检测主观下线状态 234
16.7 检查客观下线状态 236
16.8 选举领头Sentinel 238
16.9 故障转移 240
16.10 重点回顾 243
16.11 参考资料 244
第17章 集群 245
17.1 节点 245
17.2 槽指派 251
17.3 在集群中执行命令 258
17.4 重新分片 265
17.5 ASK错误 267
17.6 复制与故障转移 273
17.7 消息 281
17.8 重点回顾 288
第四部分·独立功能的实现
第18章 发布与订阅 290
18.1 频道的订阅与退订 292
18.2 模式的订阅与退订 295
18.3 发送消息 298
18.4 查看订阅信息 300
18.5 重点回顾 303
18.6 参考资料 304
第19章 事务 305
19.1 事务的实现 306
19.2 WATCH 命令的实现 310
19.3 事务的ACID 性质 314
19.4 重点回顾 319
19.5 参考资料 320
第20章 Lua脚本 321
20.1 创建并修改Lua 环境 322
20.2 Lua 环境协作组件 327
20.3 EVAL命令的实现 329
20.4 EVALSHA 命令的实现 332
20.5 脚本管理命令的实现 333
20.6 脚本复制 336
20.7 重点回顾 342
20.8 参考资料 343
第21章 排序 344
21.1 SORT 命令的实现 345
21.2 ALPHA 选项的实现 347
21.3 ASC 选项和DESC 选项的实现 348
21.4 BY选项的实现 350
21.5 带有ALPHA 选项的BY 选项的实现 352
21.6 LIMIT 选项的实现 353
21.7 GET选项的实现 355
21.8 STORE 选项的实现 358
21.9 多个选项的执行顺序 359
21.10 重点回顾 361
第22章 二进制位数组 362
22.1 位数组的表示 363
22.2 GETBIT命令的实现 365
22.3 SETBIT 命令的实现 366
22.4 BITCOUNT 命令的实现 369
22.5 BITOP 命令的实现 376
22.6 重点回顾 377
22.7 参考资料 377
第23章 慢查询日志 378
23.1 慢查询记录的保存 380
23.2 慢查询日志的阅览和删除 382
23.3 添加新日志 383
23.4 重点回顾 385
第24章 监视器 386
24.1 成为监视器 387
24.2 向监视器发送命令信息 387
24.3 重点回顾 388
时间回到2011年4月,当时我正在编写一个用户关系模块,这个模块需要实现一个“共同关注”功能,用于计算出两个用户关注了哪些相同的用户。
举个例子,假设huangz关注了peter、tom、jack三个用户,而john关注了peter、tom、bob、david四个用户,那么当huangz访问john的页面时,共同关注功能就会计算并打印出类似“你跟john都关注了peter和tom”这样的信息。
从集合计算的角度来看,共同关注功能本质上就是计算两个用户关注集合的交集,因为交集这个概念是如此的常见,所以我很自然地认为共同关注这个功能可以很容易地实现,但现实却给了我当头一棒:我所使用的关系数据库并不直接支持交集计算操作,要计算两个集合的交集,除了需要对两个数据表执行合并(join)操作之外,还需要对合并的结果执行去重复(distinct)操作,最终导致交集操作的实现变得异常复杂。
是否存在直接支持集合操作的数据库呢?带着这个疑问,我在搜索引擎上面进行查找,并最终发现了Redis。在我看来,Redis正是我想要找的那种数据库——它内置了集合数据类型,并支持对集合执行交集、并集、差集等集合计算操作,其中的交集计算操作可以直接用于实现我想要的共同关注功能。
得益于Redis本身的简单性,以及Redis手册的详尽和完善,我很快学会了怎样使用Redis的集合数据类型,并用它重新实现了整个用户关系模块:重写之后的关系模块不仅代码量更少,速度更快,更重要的是,之前需要使用一段甚至一大段SQL查询才能实现的功能,现在只需要调用一两个Redis命令就能够实现了,整个模块的可读性得到了极大的提高。
自此之后,我开始在越来越多的项目里面使用Redis,与此同时,我对Redis的内部实现也越来越感兴趣,一些问题开始频繁地出现在我的脑海中,比如:
??Redis的五种数据类型分别是由什么数据结构实现的?
??Redis的字符串数据类型既可以存储字符串(比如"hello world"),又可以存储整数和浮点数(比如10086和3.14),甚至是二进制位(使用SETBIT等命令),Redis在内部是怎样存储这些值的?
??Redis的一部分命令只能对特定数据类型执行(比如APPEND只能对字符串执行,HSET只能对哈希表执行),而另一部分命令却可以对所有数据类型执行(比如DEL、TYPE和EXPIRE),不同的命令在执行时是如何进行类型检查的?Redis在内部是否实现了一个类型系统?
??Redis的数据库是怎样存储各种不同数据类型的键值对的?数据库里面的过期键又是怎样实现自动删除的?
??除了数据库之外,Redis还拥有发布与订阅、脚本、事务等特性,这些特性又是如何实现的?
??Redis使用什么模型或者模式来处理客户端的命令请求?一条命令请求从发送到返回需要经过什么步骤?
为了找到这些问题的答案,我再次在搜索引擎上面进行查找,可惜的是这次搜索并没有多少收获:Redis还是一个非常年轻的软件,对它的最好介绍就是官方网站上面的文档,但是这些文档主要关注的是怎样使用Redis,而不是介绍Redis的内部实现。另外,网上虽然有一些博客文章对Redis的内部实现进行了介绍,但这些文章要么不齐全(只介绍了Redis中的少数几个特性),要么就写得过于简单(只是一些概述性的文章),要么关注的就是旧版本(比如2.0、2.2或者2.4,而当时的最新版已经是2.6了)。
综合来看,详细而且完整地介绍Redis内部实现的资料,无论是外文还是中文都不存在。意识到这一点之后,我决定自己动手注释Redis的源代码,从中寻找问题的答案,并通过写博客的方式与其他Redis用户分享我的发现。在积累了七八篇Redis源代码注释文章之后,我想如果能将这些博文汇集成书的话,那一定会非常有趣,并且我自己也会从中学到很多知识。于是我在2012年年末开始创作《Redis设计与实现》,并最终于2013年3月8日在互联网发布了本书的第一版。
尽管《Redis设计与实现》第一版顺利发布了,但在我的心目中,这个第一版还是有很多不完善的地方:
??比如说,因为第一版是我边注释Redis源代码边写的,如果有足够时间让我先完整地注释一遍Redis的源代码,然后再进行写作的话,那么书本在内容方面应该会更为全面。
??又比如说,第一版只介绍了Redis的内部机制和单机特性,但并没有介绍Redis多机特性,而我认为只有将关于多机特性的介绍也包含进来,这本《Redis设计与实现》才算是真正的完成了。
就在我考虑应该何时编写新版来修复这些缺陷的时候,机械工业出版社的吴怡编辑来信询问我是否有兴趣正式地出版《Redis设计与实现》,能够正式地出版自己写的书一直是我梦寐以求的事情,我找不到任何拒绝这一邀请的理由,就这样,在《Redis设计与实现》第一版发布几天之后,新版《Redis设计与实现》的写作也马不停蹄地开始了。
从2013年3月到2014年1月这11个月间,我重新注释了Redis在unstable分支的源代码(也即是现在的Redis 3.0源代码),重写了《Redis设计与实现》第一版已有的所有章节,并向书中添加了关于二进制位操作(bitop)、排序、复制、Sentinel和集群等主题的新章节,最终完成了这本新版的《Redis 设计与实现》。本书不仅介绍了Redis的内部机制(比如数据库实现、类型系统、事件模型),而且还介绍了大部分Redis单机特性(比如事务、持久化、Lua脚本、排序、二进制位操作),以及所有Redis多机特性(如复制、Sentinel和集群)。
虽然作者创作本书的初衷只是为了满足自己的好奇心,但了解Redis内部实现的好处并不仅仅在于满足好奇心:通过了解Redis的内部实现,理解每一个特性和命令背后的运作机制,可以帮助我们更高效地使用Redis,避开那些可能会引起性能问题的陷阱。我衷心希望这本新版《Redis设计与实现》能够帮助读者更好地了解Redis,并成为更优秀的Redis使用者。
本书的第一版获得了很多热心读者的反馈,这本新版的很多改进也来源于读者们的意见和建议,因此我将继续在www.RedisBook.com设置disqus论坛(可以不注册直接发贴),欢迎读者随时就这本新版《Redis设计与实现》发表提问、意见、建议、批评、勘误,等等,我会努力地采纳大家的意见,争取在将来写出更好的《Redis设计与实现》,以此来回报大家对本书的支持。
黄健宏(huangz)
2014年3月于清远
从一个初学者的角度来看,《Redis 设计与实现》绝对是一本“入门友好”但又不失“深度”的书。我曾经因为对 Redis 的不了解,在开发过程中走了不少弯路,浪费了不少时间。这本书的出现,彻底改变了我的学习方式。它从最基础的概念讲起,循序渐进地引导我理解 Redis 的方方面面。我不再是死记硬背 API,而是开始理解每个命令背后的逻辑,以及它们是如何被 Redis 高效处理的。书中对 Redis 的持久化机制、内存淘汰策略的讲解,让我对如何保证数据不丢失,以及如何在内存有限的情况下,合理地管理数据有了更清晰的认识。读完这本书,我感觉自己对 Redis 的理解提升了一个全新的层次,不再是那个“只会用”的初学者,而是能够“懂”Redis,“用好”Redis。这本书的价值,在于它能够帮助你建立起扎实的 Redis 基础,为你未来的深入学习打下坚实的基础。
评分初次接触 Redis,是在一个性能瓶颈的夜晚,项目中的缓存失效和延迟让我头疼不已。那时,市面上关于 Redis 的书籍不少,但总觉得内容零散,缺乏体系。直到我翻开《Redis 设计与实现》,仿佛找到了久违的“灯塔”。这本书从底层数据结构出发,娓娓道来 Redis 的核心机制,比如它为何能在如此短的时间内完成海量数据的读写,背后的秘密又藏在哪儿?作者并没有简单地罗列 API,而是深入剖析了每个命令的执行流程,以及它们是如何与内存、线程模型相互作用的。读着读着,我仿佛看到了 Redis 内部的运转机制,那些抽象的数据结构变得鲜活起来,仿佛就在我眼前跳动。对于那些对 Redis 性能优化感到迷茫,或者想从更深层次理解 Redis 的读者来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。它不仅仅是技术的讲解,更是一种思维的启迪,让你明白“为什么”是如此重要,而不仅仅是“怎么做”。
评分在我眼中,《Redis 设计与实现》是一本非常“实用”的书。我并不是一个追求理论极致的读者,更关注的是如何将学到的知识应用到实际工作中。《Redis 设计与实现》在这方面做得相当出色。它在讲解 Redis 的核心功能的同时,也很巧妙地融入了大量关于如何优化 Redis 使用场景的讨论。比如,书中对 Redis 的各种数据结构(String, List, Set, Sorted Set, Hash)的特性进行了细致的对比分析,让我能够根据不同的业务需求,选择最合适的数据结构,从而达到最优的性能。此外,书中关于 Redis 集群、哨兵模式的讲解,对于我们构建高可用、可扩展的 Redis 服务至关重要。每一次遇到 Redis 相关的问题,我都会不自觉地翻开这本书,总能在其中找到启发和解决问题的思路。这本书的价值,在于它能够直接指导你的实践,让你少走弯路,事半功倍。
评分对于我这种多年经验的开发者来说,阅读技术书籍往往更关注那些能够引发思考、提供全新视角的见解。《Redis 设计与实现》恰恰做到了这一点。我之前对 Redis 的理解,更多停留在其作为高性能缓存的层面,对于其内部的精巧设计和鲁棒性知之甚少。这本书则像一把钥匙,打开了 Redis 的“黑箱”。它详细讲解了 Redis 的内存管理策略,包括 RDB 持久化、AOF 持久化如何平衡数据安全与性能,以及主从复制机制的原理。更令我印象深刻的是,书中对 Redis 的线程模型进行了深入的剖析,解释了为何 Redis 能够做到单线程高性能,以及在并发场景下,它又是如何处理请求的。这种对底层细节的刨根问底,让我对 Redis 的信任感倍增,也为我在设计系统时,如何更好地利用 Redis 提供了坚实的理论基础。这本书的价值,在于它教会你如何“透彻”地理解一个技术,而不仅仅是“会用”。
评分作为一名技术爱好者,我对那些能够“言简意赅”却又“意蕴深长”的书籍情有独钟。《Redis 设计与实现》正是这样一本让我爱不释手的作品。它用一种非常清晰、逻辑严谨的方式,将 Redis 这个复杂的系统分解开来,然后层层剖析。读这本书,没有那些晦涩难懂的术语堆砌,也没有故弄玄虚的理论框架。作者仿佛是一位经验丰富的工程师,耐心细致地为你讲解 Redis 的“前世今生”,以及它为何如此强大。我尤其欣赏书中对 Redis 内部数据结构的处理方式的描述,以及它如何通过巧妙的设计,实现了高性能和低内存占用。这种对细节的打磨,让我看到了作者的用心,也让我对 Redis 的开发者充满了敬意。如果你想快速掌握 Redis 的核心原理,并且对技术背后的“道”有所追求,那么这本书绝对值得你静下心来细细品味。
评分打折买的,一次一大堆
评分。。。。。。。。。。好
评分书已经到了,不错
评分纸张不错内容更棒正在阅读中
评分学习用的书很多,多学习,有好处,大家一起学习,赶快来京东买书了。
评分书还没来及看,好评搞起来
评分评论得京豆,我就来评论了
评分给同事买的 应该还不错吧 送货速度也蛮快的
评分嗯挺好的,怎么说呢,不错
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