摘要：命令實(shí)現(xiàn)命令是最常用的命令之一，也是最能反映緩存發(fā)展歷史的操作。命令在客戶端接收之后，經(jīng)由協(xié)議轉(zhuǎn)換傳遞給服務(wù)端執(zhí)行。服務(wù)端執(zhí)行命令前先查詢是否支持該命令，以決定是否執(zhí)行。，是的簡(jiǎn)稱(chēng)，代表的是只存增量的持久化方式。

最近公司的第一個(gè)PHP轉(zhuǎn)GO項(xiàng)目已經(jīng)在生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)周，又逢需求小年兒，最近可以得空分享下去年學(xué)GO過(guò)程中的練手項(xiàng)目Godis——用Golang實(shí)現(xiàn)的Redis.

Redis3.0版本，代碼簡(jiǎn)明精煉，再加上是Web后端程序員使用最多組件之一，熟悉Redis原理并閱讀多源碼的開(kāi)發(fā)者人數(shù)頗多，這個(gè)系列小文便不再對(duì)Redis細(xì)節(jié)做過(guò)多介紹。不過(guò)，有必要系統(tǒng)性說(shuō)明的地方仍然會(huì)以較大篇幅嘗試解讀。

Godis第一版的目標(biāo)是“最基本的kv緩存”，feature list如下：

客戶端/服務(wù)端交互

set/get 命令實(shí)現(xiàn)

AOF持久化實(shí)現(xiàn)

已經(jīng)做到，再精簡(jiǎn)就等于沒(méi)寫(xiě)的境界。遵循實(shí)際工作中的編碼流程，先設(shè)計(jì)基本架構(gòu)再填充實(shí)現(xiàn)的方式，Godis的架構(gòu)圖一步到位、毫無(wú)點(diǎn)綴：

客戶端與服務(wù)端通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)連接，發(fā)送、處理、返回?cái)?shù)據(jù)給對(duì)方，完成通信。Redis的單機(jī)應(yīng)用中，一個(gè)服務(wù)端redis-server進(jìn)程可以處理多個(gè)客戶端的請(qǐng)求。

客戶端需要一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保存信息，接收命令，維持和服務(wù)端的連接，與服務(wù)端進(jìn)行一對(duì)一的交互。
客戶端具體需要哪些信息，暫且不表。

服務(wù)端為了響應(yīng)多個(gè)客戶端的請(qǐng)求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、存儲(chǔ)、更新、刪除操作，也需要一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)保存基本信息，包括數(shù)據(jù)本身、正在連接中的客戶端等。
客戶端和服務(wù)端通過(guò)這兩個(gè)基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便可以在建立連接（可以簡(jiǎn)化為socket demo）之后，保存自身和對(duì)方的必要信息，維持之后的交互。

從原理分析入手，使用下圖所示的結(jié)構(gòu)體，可以滿足存儲(chǔ)客戶端、服務(wù)端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求：

client并非是我們用來(lái)和redis-server交互的client，而是與redis-server建立連接后，服務(wù)端在服務(wù)器創(chuàng)建的、用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前連接的結(jié)構(gòu)。與redis-server建立連接的客戶端什么樣，redis-server不關(guān)心，畢竟與之交互的都是協(xié)議而已。

由圖，client和server結(jié)構(gòu)體均有Db字段，不同的是，server.Db指向的是0號(hào)db（Redis支持多db，可以自行查閱了解）；client.Db指向的是正在連接的db。如果有select切換操作，該指向也會(huì)隨之變化。

set、get 命令是redis最常用的命令之一，也是最能反映緩存發(fā)展歷史的操作。對(duì)最簡(jiǎn)單命令代碼的閱讀，可以看到Redis最核心的原理。
set命令將數(shù)據(jù)以k-v鍵值對(duì)，保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是redis-server占用的內(nèi)存中，并且任何連接到此Redis服務(wù)器的客戶端，都可以通過(guò)get命令查詢到。
上一小節(jié)提到，保存服務(wù)器相關(guān)的信息需要一個(gè)結(jié)構(gòu)體，這里set命令保存的數(shù)據(jù)，也存在這個(gè)結(jié)構(gòu)體中。不過(guò)，存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)的指針。
所以，set/get的實(shí)現(xiàn)原理可以簡(jiǎn)化為，在服務(wù)器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中保存set命令的數(shù)據(jù)，get命令執(zhí)行時(shí)，也從這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找。
set、get命令在客戶端接收之后，經(jīng)由協(xié)議轉(zhuǎn)換傳遞給服務(wù)端執(zhí)行。服務(wù)端執(zhí)行命令前先查詢是否支持該命令，以決定是否執(zhí)行。所以server結(jié)構(gòu)體還需要有個(gè)commands字段，記錄支持的命令列表。

set命令保存的數(shù)據(jù)不能一直在內(nèi)存中，萬(wàn)一宕機(jī)或者硬件故障，數(shù)據(jù)豈不是煙消云散？
這就需要持久化技術(shù)，這也是存儲(chǔ)領(lǐng)域的一大關(guān)鍵技術(shù)。AOF，是Append Only File的簡(jiǎn)稱(chēng)，代表的是“只存增量”的持久化方式。在Godis v1.0版本中，將以最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)AOF持久化，做到下次開(kāi)機(jī)可以查到上次set的數(shù)據(jù) :)
持久化不應(yīng)該對(duì)所有命令一視同仁，減少?zèng)]必要的執(zhí)行開(kāi)銷(xiāo)。在server中增加dirty字段，標(biāo)記數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被污染，再?zèng)Q定是否持久化。

經(jīng)過(guò)如上說(shuō)明，這里還有一幅Godis v1.0版數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖：

完成服務(wù)端/客戶端交互