Redis源码学习：从头开始掌握Redis核心设计

Redis 代码整体架构

了解 Redis 代码的整体架构将帮助我们快速定位各个功能模块对应的代码文件，并全面了解 Redis 的功能。

Redis 目录结构

Redis 的源码总目录下包含四个子目录：deps、src、tests 和 utils。每个目录都有其特定的作用。通过了解目录结构的作用可以快速认知系统。

1. deps 目录

deps 目录包含 Redis 依赖的第三方代码库，包括 hiredis（客户端代码）、jemalloc（高效内存分配器）、linenoise（替代 readline 功能）以及 Lua 脚本代码。这些库可以独立于 Redis 存在和发展，因此被单独放在 deps 目录下。

2. src 目录

src 目录是 Redis 源码的核心，包含所有功能模块的代码文件。Redis 的 C 语言风格比较典型，所有源码文件都放在同一级目录下，通过头文件进行相互调用。

3. tests 目录

tests 目录存放 Redis 的测试代码，分为单元测试（unit）、Redis Cluster 功能测试（cluster）、哨兵功能测试（sentinel）和主从复制功能测试（integration）。这些测试代码使用 Tcl 语言编写，方便功能验证。

4. utils 目录

utils 目录包含辅助性功能代码，如创建 Redis Cluster 的脚本、测试 LRU 算法效果的程序以及可视化 rehash 过程的程序。

此外，Redis 源码总目录下还包含两个重要的配置文件：redis.conf（Redis 实例配置）和 sentinel.conf（哨兵配置）。

Redis 功能模块与源码对应

梳理 Redis 的功能模块及其对应的源码文件，能快速找到相关代码。

1. 服务器实例

Redis 的初始化和控制流程由 server.h 和 server.c 实现，主入口函数位于 server.c 中。网络通信功能通过事件驱动机制实现，相关代码包括 ae.h、ae.c、ae_epoll.c 等文件。TCP 网络通信和客户端功能分别由 anet.h、anet.c 和 networking.c 实现。

int main(int argc, char **argv) {
    initServerConfig();
    initServer();
    // 其他初始化代码
    aeMain(server.el);
    return 0;
}

2. 数据库数据类型与操作

Redis 提供多种数据类型，包括 String、List、Hash、Set 和 Sorted Set。每种数据类型都有相应的底层数据结构，如 SDS（用于 String）、哈希表和压缩列表（用于 Hash）。具体实现代码在相应的 .c 文件和 .h 文件中，如 dict.c 和 dict.h（实现哈希表）。

typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;
    struct dictEntry *next;
} 

内存管理是 Redis 的重要优化点，包括内存分配（zmalloc.h/zmalloc.c）、内存回收（expire.c 和 lazyfree.c）以及数据替换策略（evict.c）。

3. 高可靠性和高可扩展性

Redis 提供数据持久化和主从复制功能，分别由 rdb.h、rdb.c 和 aof.c 以及 replication.c 文件实现。哨兵机制的实现代码在 sentinel.c 中。Redis Cluster 提供高可扩展性，其实现代码集中在 cluster.h、cluster.c 中。

4. 辅助功能

Redis 的辅助功能包括操作延迟监控（latency.h、latency.c）、慢命令记录（slowlog.h、slowlog.c）以及性能评测（redis-benchmark.c）。

结语

通过这篇文章，我们对 Redis 的代码架构有了一个整体的认识。了解目录结构和功能模块后，你可以更高效地学习和使用 Redis。