Redis设计与实现

内容简介：

【官方网站】

本书的官方网站 www.RedisBook.com 提供了书本试读、相关源码下载和勘误回报等服务，欢迎读者浏览和使用。

【编辑推荐】

系统而全面地描述了 Redis 内部运行机制

图示丰富，描述清晰，并给出大量参考信息，是NoSQL数据库开发人员案头必备

包括大部分Redis单机特征，以及所有多机特性

【读者评价】

这本书描述的知识点很丰富，覆盖很全，里面提到特性较多，有不少我们也没用过 :) 每个命令内部的机制的介绍很不错，很多估计也是首次有详细文档介绍。

——杨卫华（@TimYang）新浪微博技术总监

近几年Redis以其高性能、高灵活性的优点，变得越来越流行。但很多人在使用Redis时，仅仅还是停留在比较表层的功能性认识，缺乏对内部机制原理的深入理解。本书是huangz同学长期对Redis源码的阅读心得结晶，书中对Redis的各个方面都进行了详细且深入的讲解，将复杂的原理用最简单的方式为大家解构和讲解，强烈推荐给每一位Redis的使用者阅读。

—— iammutex，NoSQLFan站长，乐视网技术经理

Redis 是近些年来特别火爆的 NoSQL 之一。纵观中外各种书籍还没有一本能对 Redis 内部进行深入剖析，《Redis 设计与实现》可谓开此先河。常和作者在网上交流，知道作者为这本书付出了大量的心血。这本书行文流畅，思路清晰，详细地介绍了 Redis 源码的方方面面。无论是想学习 NoSQL、网络编程的初学者，还是源码控的进阶者，本书都会有很大的帮助。

—— 阮若夷，支付宝高级专家

【内容简介】

本书全面而完整地讲解了Redis的内部机制与实现方式，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,图示丰富，描述清晰，并给出大量参考信息。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，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、集群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。本书作者专门维护了www.redisbook.com网站，提供带有详细注释的Redis源代码，以及本书相关的更新内容。

作者简介：

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。

作者的豆瓣主页：douban.com/people/i_m_huangz/

目录：

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 <key> 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