Redis学习笔记 - 服务器（3） - 初始化服务器

港控/mmm° 2021-11-05 03:14 223阅读 0赞

参考：<<Redis设计与实现>>

*  注：这本书是基于Redis3.0版本写的，和后面的版本有点差异

一个Redis服务器从启动到能够接收客户端命令的请求，需要经过一系列的初始化和设置过程，比如：

*  初始化服务器状态
 *  接受用户指定的服务器配置
 *  创建相应的数据结构和网络连接
 *  …

### 1. 初始化服务器状态结构 ###

初始化服务器状态第一步就是创建一个 `struct redisServer`类型的实例变量server作为服务器的状态，并为结构中的各个属性设置默认值。

初始化工作由redis.c/`initServerConfig`函数完成，源码地址：[https://github.com/antirez/redis/blob/3.0/src/redis.c][https_github.com_antirez_redis_blob_3.0_src_redis.c]

该函数部分源码如下：

void initServerConfig(void) { 
    	int j;
    
        getRandomHexChars(server.runid,REDIS_RUN_ID_SIZE);
        server.configfile = NULL;
        server.hz = REDIS_DEFAULT_HZ;
        server.runid[REDIS_RUN_ID_SIZE] = '\0';
        server.arch_bits = (sizeof(long) == 8) ? 64 : 32;
        server.port = REDIS_SERVERPORT;
        server.tcp_backlog = REDIS_TCP_BACKLOG;
        server.bindaddr_count = 0;
        server.unixsocket = NULL;
        server.unixsocketperm = REDIS_DEFAULT_UNIX_SOCKET_PERM;
        server.ipfd_count = 0;
        server.sofd = -1;
        server.dbnum = REDIS_DEFAULT_DBNUM;
        server.verbosity = REDIS_DEFAULT_VERBOSITY;
        server.maxidletime = REDIS_MAXIDLETIME;
        server.tcpkeepalive = REDIS_DEFAULT_TCP_KEEPALIVE;
        server.active_expire_enabled = 1;
        server.client_max_querybuf_len = REDIS_MAX_QUERYBUF_LEN;
        server.saveparams = NULL;
        server.loading = 0;
        server.logfile = zstrdup(REDIS_DEFAULT_LOGFILE);
        server.syslog_enabled = REDIS_DEFAULT_SYSLOG_ENABLED;
        server.syslog_ident = zstrdup(REDIS_DEFAULT_SYSLOG_IDENT);
        server.syslog_facility = LOG_LOCAL0;
        server.daemonize = REDIS_DEFAULT_DAEMONIZE;
        // ....
    }

该函数主要完成的工作如下：

*  设置服务器的运行ID
 *  设置服务器的默认运行频率
 *  设置服务器的默认配置文件路径
 *  设置服务器运行架构
 *  设置服务器的默认端口号
 *  设置服务器的默认RDB持久化条件和AOF持久化条件
 *  初始化服务器的LRU时钟
 *  创建命令表

`initServerConfig`函数设置的服务器装状态属性基本是一些整数、浮点数或者字符串属性，除了命令表外，没有创建服务器状态的其他数据结构，数据库、慢查询日志、Lua环境、共享对象这些数据结构在之后的步骤才会被创建出来。

当`initServerConfig`函数执行结束后，服务器进入第二个阶段 ---- 载入配置选项。

### 2. 载入配置选项 ###

在启动服务器时，用户可以通过给定配置参数或者指定配置文件来修改服务器的默认配置。

示例：

（1）通过配置参数方式修改服务器运行端口号：

$ redis-server --port 6380

（2）指定配置文件redis.conf

$ redis-server redis.conf

服务器在用`initServerConfig`函数初始化完 server 变量之后，就会开始载入用户给定的配置参数和配置文件，并根据用户设定的配置，对 `server` 变量相关属性的值进行修改

如上面示例的修改端口号，在初始化`server`变量时会指定个默认值6379，若加了`--port 6380`参数，会将该值更新为6380：

void initServerConfig(void) { 
    	// ...
    	// 默认值6379
    	server.port = REDIS_SERVERPORT;
    	// ...
    }

其他属性如数据库数量`dbnum`属性等等，若指定了配置项，则使用配置的值覆盖默认值。

服务器在载入用户指定的配置选项，并对`server`状态进行更新后，服务器可以进入初始化第三个阶段 ---- 初始化服务器数据结构。

### 3. 初始化服务器数据结构 ###

在之前执行`initServerConfig`函数初始化`server`状态时，程序只创建了命令表一个数据结构，除此之后，服务器状态还包括以下数据结构：

*  server.clients链表：记录了所有与服务器相连的客户端的状态结构，链表的每个节点都包含了一个redisClient结构实例
 *  server.db数组：数组中包含了服务器的所有数据库
 *  server.pubsub\_channels字典：用于保存频道订阅信息
 *  server.pubsub\_patterns链表：保存模式订阅信息
 *  server.lua：执行Lua脚本的Lua环境
 *  server.slowlog属性：用于保存慢查询日志

当初始化服务器到这一步时，服务器将调用`initServer`函数，为以上数据结构分配内存，在有需要时，为这些数据结构设置或关联初始化值。

在这时候才初始化服务器数据结构是因为：用户可能通过配置选项修改和数据结构相关的服务器状态属性，所以需要等到服务器状态属性真正初始化完后才初始化。

除了初始化数据结构之外，`initServer`还进行一些重要设置操作，包括：

*  1.为服务器设置进程号处理器
 *  2.创建共享对象：这些对象包含Redis服务器常用的一些值，如包含"OK"回复的字符串对象、包含“ERR”回复的字符串对象、包含整数1-10000的字符串对象等，服务器通过重用这些共享对象来避免反复创建相同的对象，类似缓存。
 *  3.打开服务器监听端口，为监听套接字关联连接应答事件处理器，等待服务器正式运行时接受客户端的连接
 *  4.为`serverCron`函数创建时间事件，等待服务器正式运行时执行`serverCron`函数
 *  5.如果打开了AOF持久化功能，则打开现有的AOF文件，如果文件不存在，则创建一个新的AOF文件，为AOF写入做准备
 *  6.初始化服务器的后台I/O模块（bio），为将来的I/O操作做好准备

当initServer函数执行完毕之后，服务器将用ASCII字符在日志中打印Redis图标以及Redis版本信息：

_._
               _.-``__ ''-._
          _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 3.2.11 (00000000/0) 64 bit
      .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
     (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
     |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 6379
     |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 33667
      `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
     |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
     |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
      `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
     |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
     |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
      `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
          `-._    `-.__.-'    _.-'
              `-._        _.-'
                  `-.__.-'

### 4. 还原数据库状态 ###

在完成了对服务器状态的`server`变量的初始化之后，服务器需要载入RDB文件或AOF文件，并根据文件记录的内容来还原服务器的数据库状态。

*  服务器启用了AOF持久化功能，服务器使用AOF文件来还原数据库状态。
 *  没有启用AOF持久化，服务器使用RDB文件来还原数据库状态。

当服务器完成数据库状态还原工作之后，服务器将在日志中打印载入文件并还原数据库状态所耗费的时长：

33667:M 07 Aug 2019 23:21:43.187 * Reading RDB preamble from AOF file...
    33667:M 07 Aug 2019 23:21:43.187 * Reading the remaining AOF tail...
    33667:M 07 Aug 2019 23:21:43.188 * DB saved on disk
    33667:M 07 Aug 2019 23:21:43.188 * DB loaded from append only file: 0.002 seconds

### 5. 执行事件循环 ###

初始化最后一步，服务器将打印出开始接受连接的日志，然后开始执行服务器的时间循环。日志内容如下：

33667:M 07 Aug 2019 23:21:43.188 * Ready to accept connections

至此服务器初始化工作完成，服务器开始接受客户端的连接请求，并处理客户端发来的命令请求。

[https_github.com_antirez_redis_blob_3.0_src_redis.c]: https://github.com/antirez/redis/blob/3.0/src/redis.c