网站建设栏目,网站排名优化平台,网站后台用什么做,php网站开发教程下载KeyDB项目是从redis fork出来的分支。众所周知redis是一个单线程的kv内存存储系统#xff0c;而KeyDB在100%兼容redis API的情况下将redis改造成多线程。 网上公开的技术细节比较少#xff0c;本文基本是通过阅读源码总结出来的#xff0c;如有错漏之处欢迎指正。
多线程架…KeyDB项目是从redis fork出来的分支。众所周知redis是一个单线程的kv内存存储系统而KeyDB在100%兼容redis API的情况下将redis改造成多线程。 网上公开的技术细节比较少本文基本是通过阅读源码总结出来的如有错漏之处欢迎指正。
多线程架构
线程模型
KeyDB将redis原来的主线程拆分成了主线程和worker线程。每个worker线程都是io线程负责监听端口accept请求读取数据和解析协议。如图所示 KeyDB使用了SO_REUSEPORT特性多个线程可以绑定监听同个端口。 每个worker线程做了cpu绑核读取数据也使用了SO_INCOMING_CPU特性指定cpu接收数据。 解析协议之后每个线程都会去操作内存中的数据由一把全局锁来控制多线程访问内存数据。 主线程其实也是一个worker线程包括了worker线程的工作内容同时也包括只有主线程才可以完成的工作内容。在worker线程数组中下标为0的就是主线程。 主线程的主要工作在实现serverCron包括
处理统计客户端链接管理db数据的resize和reshard处理aofreplication主备同步cluster模式下的任务
链接管理
在redis中所有链接管理都是在一个线程中完成的。在KeyDB的设计中每个worker线程负责一组链接所有的链接插入到本线程的链接列表中维护。链接的产生、工作、销毁必须在同个线程中。每个链接新增一个字段int iel; /* the event loop index were registered with */ 用来表示链接属于哪个线程接管。 KeyDB维护了三个关键的数据结构做链接管理
clients_pending_write线程专属的链表维护同步给客户链接发送数据的队列clients_pending_asyncwrite线程专属的链表维护异步给客户链接发送数据的队列clients_to_close全局链表维护需要异步关闭的客户链接
分成同步和异步两个队列是因为redis有些联动api比如pub/subpub之后需要给sub的客户端发送消息pub执行的线程和sub的客户端所在线程不是同一个线程为了处理这种情况KeyDB将需要给非本线程的客户端发送数据维护在异步队列中。 同步发送的逻辑比较简单都是在本线程中完成以下图来说明如何同步给客户端发送数据 如上文所提到的一个链接的创建、接收数据、发送数据、释放链接都必须在同个线程执行。异步发送涉及到两个线程之间的交互。KeyDB通过管道在两个线程中传递消息
int fdCmdWrite; //写管道
int fdCmdRead; //读管道
本地线程需要异步发送数据时先检查client是否属于本地线程非本地线程获取到client专属的线程ID之后给专属的线程管到发送AE_ASYNC_OP::CreateFileEvent的操作要求添加写socket事件。专属线程在处理管道消息时将对应的请求添加到写事件中如图所示 redis有些关闭客户端的请求并非完全是在链接所在的线程执行关闭所以在这里维护了一个全局的异步关闭链表。
锁机制
KeyDB实现了一套类似spinlock的锁机制称之为fastlock。 fastlock的主要数据结构有
struct ticket
{uint16_t m_active; //解锁1uint16_t m_avail; //加锁1
};
struct fastlock
{volatile struct ticket m_ticket;volatile int m_pidOwner; //当前解锁的线程idvolatile int m_depth; //当前线程重复加锁的次数
};
使用原子操作__atomic_load_2__atomic_fetch_add__atomic_compare_exchange来通过比较m_activem_avail判断是否可以获取锁。 fastlock提供了两种获取锁的方式
try_lock一次获取失败直接返回lock忙等每1024 * 1024次忙等后使用sched_yield 主动交出cpu挪到cpu的任务末尾等待执行。
在KeyDB中将try_lock和事件结合起来来避免忙等的情况发生。每个客户端有一个专属的lock在读取客户端数据之前会先尝试加锁如果失败则退出因为数据还未读取所以在下个epoll_wait处理事件循环中可以再次处理。
Active-Replica
KeyDB实现了多活的机制每个replica可设置成可写非只读replica之间互相同步数据。主要特性有
每个replica有个uuid标志用来去除环形复制新增加rreplay API将增量命令打包成rreplay命令带上本地的uuidkeyvalue加上时间戳版本号作为冲突校验如果本地有相同的key且时间戳版本号大于同步过来的数据新写入失败。采用当前时间戳向左移20位再加上后44位自增的方式来获取key的时间戳版本号。
结束语
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