Redis核心原理与实践

目　　录

第1部分　数据结构与编码

第1章　字符串

1．1　redisObject

1．2　sds

1．2．1　定义

1．2．2　操作分析

1．2．3　编码

第2章　列表

2．1　ziplist

2．1．1　定义

2．1．2　字节序

2．1．3　操作分析

2．1．4　级联更新

2．2　quicklist

2．2．1　定义

2．2．2　操作分析

2．2．3　编码

第3章　散列

3．1　字典

3．1．1　定义

3．1．2　操作分析

3．1．3　扩容

3．1．4　缩容

3．1．5　编码

3．2　数据库

第4章　集合

4．1　无序集合

4．1．1　定义

4．1．2　操作分析

4．1．3　编码

4．2　有序集合

4．2．1　定义

4．2．2　操作分析

4．2．3　编码

第2部分　事件机制与命令执行

第5章　Redis启动过程

5．1　服务器定义

5．2　main函数

5．3　Redis初始化过程

第6章　事件机制

6．1　Redis事件机制概述

6．2　Redis启动时创建的事件

6．3　事件循环器的运行

第7章　epoll与网络通信

7．1　I/O复用模型

7．2　epoll网络编程

7．3　Redis网络通信启动过程

7．3．1　Redis网络服务

7．3．2　Redis中的epoll

第8章　客户端

8．1　定义

8．2　创建客户端

8．3　关闭客户端

8．4　客户端配置

第9章　Redis命令执行过程

9．1　RESP协议

9．2　解析请求

9．3　返回响应

9．4　执行命令

第10章　网络I/O线程

10．1　线程概述

10．2　互斥量概述

10．3　初始化I/O线程

10．4　解析请求

10．5　I/O线程主逻辑

10．6　返回响应

10．7　I/O线程状态切换

第3部分　持久化与复制

第11章　RDB

11．1　RDB定时逻辑

11．2　RDB持久化过程

11．2．1　fork子进程

11．2．2　生成RDB文件

11．2．3　写入RDB数据

11．2．4　父进程收尾

11．3　RDB文件加载过程

11．4　RDB文件分析示例

11．5　RDB配置

11．6　UNIX写时复制机制

11．7　UNIX I/O与缓存

11．7．1　内核缓冲区

11．7．2　I/O缓存区

11．7．3　sync与fdatasync

第12章　AOF

12．1　AOF定时逻辑

12．2　AOF持久化过程

12．2．1　命令传播

12．2．2　刷新AOF缓冲区

12．2．3　同步磁盘

12．3　AOF重写过程

12．3．1　fork子进程

12．3．2　子进程处理

12．3．3　父进程收尾

12．4　AOF文件加载过程

12．5　AOF文件分析示例

12．6　AOF配置

第13章　主从复制

13．1　流程概述

13．2　主从握手流程

13．2．1　处理REPLICAOF命令

13．2．2　主从连接

13．2．3　握手流程

13．3　从节点同步流程

13．3．1　发送PSYNC命令

13．3．2　部分同步

13．3．3　全量同步

13．4　主节点同步流程

13．4．1　处理PSYNC命令

13．4．2　全量同步

13．4．3　部分同步

13．4．4　部分同步的实现细节

13．5　PSYNC2

13．5．1　从节点重启

13．5．2　Cluster故障转移

13．6　主从复制流程

13．7　定时逻辑

13．8　主从复制配置

第4部分　分布式架构

第14章　Raft算法

14．1　分布式一致性的难点

14．2　CAP理论

14．3　Raft算法的设计

14．3．1　领导选举

14．3．2　日志复制

14．3．3　安全性

14．4　Redis中的Raft算法

第15章　Redis Sentinel

15．1　Redis Sentinel的应用示例

15．2　Redis Sentinel的实现原理

15．2．1　定义

15．2．2　Sentinel节点启动

15．2．3　Sentinel机制的主逻辑

15．2．4　Sentinel节点建立网络连接

15．2．5　Sentinel机制的定时消息

15．3　Redis Sentinel的故障转移

15．3．1　主观下线

15．3．2　客观下线

15．3．3　开始故障转移

15．3．4　选举leader节点

15．3．5　故障转移状态机

15．4　客户端交互

第16章　Redis Cluster

16．1　Redis Cluster的应用示例

16．1．1　搭建Redis Cluster集群

16．1．2　客户端重定向

16．1．3　槽位迁移案例

16．2　Redis Cluster槽位管理

16．2．1　定义

16．2．2　重定向的实现

16．2．3　槽位迁移的实现

16．3　Redis Cluster启动过程

16．3．1　节点启动

16．3．2　节点握手

16．3．3　指派槽位

16．3．4　建立主从关系

16．4　Redis Cluster节点通信

16．4．1　Gossip算法

16．4．2　消息定义

16．4．3　建立连接

16．4．4　握手过程

16．4．5　定时消息

16．5　Redis Cluster的故障转移

16．5．1　节点下线

16．5．2　选举过程

16．5．3　从节点晋升

16．5．4　更新集群信息

16．5．5　建立主从关系

第5部分　高级特性

第17章　事务

17．1　事务的应用示例

17．2　事务的实现原理

17．2．1　WATCH命令的实现

17．2．2　MULTI、EXEC命令的实现

第18章　非阻塞删除

18．1　UNLINK命令的实现原理

18．2　后台线程

18．2．1　条件变量

18．2．2　后台线程的实现

第19章　内存管理

19．1　动态内存分配器

19．1．1　内存分配器概述

19．1．2　Jemalloc设计概述

19．1．3　碎片整理机制

19．2　数据过期机制

19．2．1　定时删除

19．2．2　惰性删除

19．3　数据淘汰机制

19．3．1　LRU时间戳

19．3．2　LFU计数

19．3．3　数据淘汰算法

第20章　Redis Stream

20．1　Redis Stream的应用示例

20．1．1　添加、读取消息

20．1．2　消费组

20．1．3　ACK确认

20．1．4　删除消息

20．2　Stream的实现原理

20．2．1　listpack结构

20．2．2　Rax结构

20．2．3　Stream结构

20．2．4　Stream持久化与复制

第21章　访问控制列表ACL

21．1　ACL的应用示例

21．1．1　创建用户

21．1．2　可执行命令授权

21．1．3　可访问键授权

21．1．4　Pub/Sub频道授权

21．2　ACL的实现原理

21．2．1　定义

21．2．2　初始化ACL环境

21．2．3　用户规则设置

21．2．4　用户权限检查

第22章　Redis Tracking

22．1　Redis Tracking的应用示例

22．1．1　基本应用

22．1．2　广播模式

22．1．3　OPTIN、OPTOUT、NOLOOP

22．1．4　转发模式

22．2　Redis Tracking的实现原理

22．2．1　RESP3协议

22．2．2　开启Redis Tracking

22．2．3　记录查询键

22．2．4　非广播模式下发送失效消息

22．2．5　广播模式下发送失效消息

22．2．6　清除记录键

第23章　Lua脚本

23．1　Lua脚本的应用示例

23．1．1　使用EVAL命令

23．1．2　redis．call函数

23．1．3　类型转换

23．1．4　使用Lua实现数据类型

23．1．5　脚本超时

23．2　Lua脚本的实现原理

23．2．1　Lua与C语言交互

23．2．2　Redis中的Lua

第24章　Redis Module

24．1　Module的应用示例

24．1．1　使用Module实现数据类型

24．1．2　Module API

24．1．3　Module的特性

24．2　Module的实现原理

24．2．1　C语言动态库

24．2．2　定义

24．2．3　初始化Module的执行环境

24．2．4　加载Module

24．2．5　创建Module命令

24．2．6　内存自动管理

24．2．7　调用Redis命令

24．2．8　自定义数据类型