Redis协议与异步方式

1.redis pipeline

        通过一次发送多次请求命令，为了减少网络传输时间。

        注意：pipeline 不具备事务性。

2.redis 事务

        事务：用户定义一系列数据库操作，这些操作视为一个完整的逻辑处理工作单元，要么全部执行， 要么全部不执行，是不可分割的工作单元。

        当出现多条并发连接时，我们会想到事务，当出现多核时，我们会想到原子操作。

        2.1 MULTI

        开启事务，事务执行过程中，单个命令是入队列操作。

        2.2 EXEC

        提交事务，执行事务。

        2.3 DISCARD

        取消事务

        2.4 WATCH

        检测 key 的变动，若在事务执行中， key 变动则取消事务；

        在事务开启前调用乐观锁实现。

        乐观锁（redis）：
“我假设你不会碰我操作的变量，冲突很少，出问题我再处理。”（用版本号实现，操作时候发现版本号不对，说明被改了，再去重试）
        悲观锁（mysql）：
“我假设你一定会碰，所以我提前上锁，防止你碰。”

对比项	乐观锁	悲观锁
核心假设	不会发生冲突	一定会发生冲突
操作方式	不加锁，操作前后做数据校验	操作前加锁，阻塞其他操作
并发性能	性能好，冲突少时效率高	并发低，阻塞多时效率低
实现方式	版本号（version），时间戳	数据库 select...for update，行锁等
失败处理	操作失败后重试	先加锁，保证别人不能动
典型场景	数据读多写少，如缓存	数据写多读多，如账户转账，订单处理

3.lua 脚本

        redis 中加载了一个 lua 虚拟机；用来执行 redis lua 脚本；redis lua 脚本的执行是原子性的；当某 个脚本正在执行的时候，不会有其他命令或者脚本被执行；

 调用方式

redis.call("命令",key1,key2,...,arg1,arg2,...)//call：命令失败抛出异常
//pcall：命令失败不抛异常，返回错误对象

EVAL 是 Redis 执行一段 Lua 脚本的命令，支持多 key、多参数传入，原子执行
使用 EVALSHA 来代替 EVAL 时，相当于只传递一个 hash（SHA1）值 到 Redis，而不传整段 Lua 脚本：Redis 内部维护了一张“哈希表”，这样可以根据 hash 快速定位并执行脚本，EVALSHA 时 Redis 会：

1. 查找哈希是否存在
2. 找到原始脚本
3. 执行脚本（在 Lua 虚拟机中）

4.ACID 特性分析

A ：原子性；事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部成功，要么全部失败；redis 不支持回滚；即使事务队列中的某个命令在执行期间出现了错误，整个事务也会继续执行下去，直 到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止。

C ：一致性；执行事务后，数据从一个一致状态过渡到另一个一致状态（满足约束、逻辑正确）
一个是逻辑上一致性，一个是数据库一致性（完整约束）

I ：隔离性；各个事务之间互相影响的程度；redis 是单线程执行，天然具备隔离性；

D ：持久性；一旦事务执行成功，结果会被永久保存，即使系统崩溃也能恢复
redis只有在aof持久化策略时候，才具备持久性，实际项目中几乎不会使用aof 持久化策略；

lua 脚本满足原子性和隔离性；一致性和持久性不满足；

5.发布订阅

原理

发布者 使用 PUBLISH 向某个频道发送消息；

订阅者 使用 SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE 订阅一个或多个频道；

一旦有新消息，所有订阅者会立即收到消息；

是即时通信模型，不做持久化，也不记录历史消息。

命令

命令	说明
SUBSCRIBE	订阅一个或多个频道
UNSUBSCRIBE	取消订阅
PUBLISH	向频道中发布消息
PSUBSCRIBE	订阅一个或多个频道（支持通配符）
PUNSUBSCRIBE	取消订阅
PUBSUB	查看订阅状态，频道数量等信息

        发布订阅功能一般要区别命令连接重新开启一个连接；因为命令连接严格遵循请求回应模式；而 pubsub 能收到 redis 主动推送的内容；所以实际项目中如果支持 pubsub 的话，需要另开一条连接 用于处理发布订阅； 

注意：redis 停机重启，pubsub 的消息是不会持久化的，所有的消息被直接丢弃；

6.异步连接

借鉴于：小李小李快乐不已 redis异步连接

思想

hiredis 异步客户端接入自定义的 reactor 事件驱动系统的适配器，核心作用是桥接Redis的异步事件自定义事件循环机制，实现了一套hiredis的IO多路复用抽象接口。

代码

static int redisAttach(reactor_t *r, redisAsyncContext *ac)

1. 创建一个 redis_event_t 对象（包含 event_t 和 Redis 上下文）；
2. 设置该对象的 addRead、delRead、addWrite、delWrite、cleanup 函数；
3. 将这些函数注册进 redisAsyncContext 的 ev 成员；

static int redisAttach(reactor_t *r, redisAsyncContext *ac) {redisContext *c = &(ac->c);redis_event_t *re;/* Nothing should be attached when something is already attached */if (ac->ev.data != NULL)return REDIS_ERR;/* Create container for ctx and r/w events */re = (redis_event_t*)hi_malloc(sizeof(*re));if (re == NULL)return REDIS_ERR;re->ctx = ac;re->e.fd = c->fd;re->e.r = r;// dont use event buffer, using hiredis's bufferre->e.in = NULL;re->e.out = NULL;re->mask = 0;//这些是 hiredis 要求你实现的“注册函数”。每当 Redis 需要监听某个 FD 的读/写事件，就会调用这些函数ac->ev.addRead = redisAddRead;ac->ev.delRead = redisDelRead;ac->ev.addRead = redisAddWrite;ac->ev.delWrite = redisDelWrite;ac->ev.cleanup = redisCleanup;//清理函数必不可少ac->ev.data = re;return REDIS_OK;
}

 ac->ev.addRead = redisAddRead;ac->ev.addRead = redisAddWrite;

这两个去调用redisReadHandler / redisWriteHandler，去使用hiredis提供的读写处理

redisEventUpdate

这是事件变化的调度器，核心逻辑是根据 mask 来：

1. 新增事件：调用 add_event()
2. 删除事件：调用 del_event()
3. 修改事件：调用 enable_event() 切换读写状态

使用逻辑

int main() {// 1. 创建 event loopreactor_t *r = reactor_create();// 2. 连接 Redis 异步客户端redisAsyncContext *ac = redisAsyncConnect("127.0.0.1", 6379);if (ac->err) {printf("Redis error: %s\n", ac->errstr);return -1;}// 3. 接入自己的 reactorif (redisAttach(r, ac) != REDIS_OK) {printf("Failed to attach redis context to reactor\n");return -1;}// 4. 设置连接成功/断开回调（可选）redisAsyncSetConnectCallback(ac, connectCallback);redisAsyncSetDisconnectCallback(ac, disconnectCallback);// 5. 发送异步命令redisAsyncCommand(ac, commandCallback, NULL, "SET foo bar");// 6. 启动事件循环reactor_run(r);return 0;
}

 hiredis实现了协议解析、读写事件、缓冲区操作、协议加密
我们适配文件实现了：适配事件对象以及事件操作函数