跟我一起来学习Redis中的时间事件

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一、时间事件简介

  Redis的时间事件分为以下两类:

  • 定时事件:让一段程序在指定的时间之后执行一次。
  • 周期性事件:让一段程序每隔指定时间就执行一次。

一个时间事件主要由以下三个属性组成:
1、id: 服务器为时间事件创建的全局唯一ID(标识号)。ID号按从小到大的顺序递增,新事件的ID号比旧事件的ID号要大。
2、when: 毫秒精度的UNIX时间戳,记录了时间事件的到达(arrive)时间。
3、timeProc: 时间事件处理器,一个函数。当时间到达时,服务器就会调用相应的处理器来处理事件。

  一个时间事件是定时事件还是周期性事件取决于时间事件处理器的返回值:

  • 如果事件处理器返回ae.h/AE_NOMORE,那么这个事件为定时事件;该事件在达到一次之后就会被删除,之后不再到达。
  • 如果事件处理器返回一个非AE_NOMORE的整数值,那么这个事件为周期性时间;当一个时间事件到达之后,服务器会根据事件处理器返回的值,对时间事件的when属性进行更新,让这个事件在一段时间之后再次到达,并以这种方式一直更新并运行下去。例如,如果一个时间事件的处理器返回整数值30,那么服务器应该对这个时间事件进行更新,让这个事件在30毫秒之后再次到达。

1.1 实现方式

  服务器将所有时间事件都放在一个无序链表中,每当时间事件执行器运行时,它就遍历整个链表,查找所有已到达的时间事件,并调用相应的事件处理器。

  下图展示了一个保存时间事件的链表的例子,链表中包含了三个不同的时间事件;因为新的时间事件总是插入到链表的表头,所以三个时间事件分别按ID逆序排序。

image.png

  注意,无序链表指的不是链表不按ID排序,而是说,该链表不按when属性的大小排序。正因为链表没有按when属性进行排序,所以当时间事件执行器运行的时候,它必须遍历链表中的所有时间事件,这样才能确保服务器中所有已到达的时间事件都会被处理。

1.2 时间事件应用实现:serverCron函数

  持续运行的Redis服务器需要定期对自身的资源和状态进行检查和调整,从而确保服务器可以长期、稳定地运行,这此定期操作由redis.c/serverCron函数负责执行,它的主要工作包括:

  • 更新服务器的各类统计信息,比如时间、内存占用、数据库占用情况等。
  • 清理数据库中的过期键值对。
  • 关闭和清理连接失效的客户端。
  • 尝试进行AOF或RDB持久化操作。
  • 如果服务器是主服务器,那么对从服务器进行定期同步。
  • 如果处于集群模式,对集群进行定期同步和连接测试。   Redis服务器以周期性事件的方式来运行serverCron函数,在服务器运行期间,每隔一段时间,serverCron就会执行一次,直到服务器关闭为止。

二、事件的调度与执行

  由于服务器中同时存在文件事件和时间事件两种事件类型,所以服务器必须对这两种事件进行调度,决定何时应该处理文件事件,何时又应该处理时间事件,以及花多少时间来处理它们等等。

事件的高度和执行由ae.c/aeProcessEvents函数负责,以下是该函数的伪代码表示:

def aeProcessEvents():
    # 获取到达时间离当前时间最接近的时间事件
    time_event = aeSearchNearestTimer()
    # 计算最接近的时间事件距离到达还有多少毫秒
    remaing_ms = time_event.when - unix_ts_now()
    # 如果事件已到达,那么reming_ms的值可能为负数,将它设定为0
    if remind_ms < 0:
        remind_ms = 0
    # 根据remaind_ms的值,创建timeval结构
    timeval = create_timeval_with_ms(remaind_ms)
    # 阻塞并等待文件事件产生,最大阻塞时间由传入的timeval结构决定
    # 如果remaind_ms的值为0,那么aeApiPoll调用之后马上返回,不阻塞
    aeApiPoll(timeval)
    # 处理所有已产生的文件事件
    processFileEvents()
    # 处理所有已到达的时间事件
    processTimeEvent()

  将aeProcessEvents函数置于一个循环里面,加上初始化和清理函数,就构成了Redis服务器的主函数,以下是该函数的伪代码表示:

def main():
    # 初始化服务器
    init_server()
    # 一直处理事件,直到服务器关闭为止
    while server_is_not_shutdown():
        aeProcessEvents()
    # 服务器关闭,执行清理操作
    clean_server()

从事件处理角度来看,Redis服务器的运行流程可以用以下流程图概括:

image.png