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redis I/O复用机制

news 来源：原创 2024/9/21 14:52:06

I/O复用模型
1. 传统阻塞I/O模型
  
  串行化处理，就是要等，假如进行到accept操作，cpu需要等待客户端发送的数据到tcp接收缓冲区才能进行read操作，而在此期间cpu不能执行任何操作。
2. I/O复用
  
  用一个进程监听大量连接，当某个连接可读/可写的时候，系统就发送事件通知进程处理该连接的数据。即进程不会当某个连接还没准备好的时候，进程不会等它准备好，而是去处理其它任务。

在这里插入图片描述

epoll网络编程

epoll是linux提供的I/O复用API，是一种事件驱动的I/O模型，它可以用于高效地处理大量的并发连接。其中，'e’代表"event"（事件），意味着epoll可以监测并响应特定的事件，如文件描述符上的读写事件、错误事件等。这种事件驱动的模型可以有效地管理和处理大规模的并发连接，提高系统的性能和效率。

epoll触发条件：
1. 条件触发
  1. 缓冲区可读/写(缓冲里有东西就一直触发)
2. 边缘触发
  1. 只有在缓冲区从不可写切换到可写才触发一次
  2. 只有收到客户端数据时才触发一次(即使读取数据后还有数据也不会再触发)
redis的epoll

redis事件api
1. aeApiCreate：初始化I/O复用机制上下文环境
2. aeApiAddEvent、aeApiDelEvent：增加或删除一个监听对象
3. aeApiPoll：阻塞进程，等待事件就绪或给定事件到期
4. aeEventLoop：redis事件循环器，负责管理事件
5. aeFileEvent：存储一个文件描述符已注册的文件事件
6. aeTimeEvent：存储一个时间事件的信息
redis中会有一个专门的结构体来存放epoll数据(aeApiState)

aeApiCreate负责初始化I/O复用机制的上下文环境：
1. 创建aeApiState结构体，为aeApiState.events申请空间，用于存放后续已就绪事件
2. 调用epoll_create创建epoll实例
3. 将aeApiState结构赋值给eventLoop.apidata
  1. eventLoop轮询apidata中的events的文件描述符(fd)，如果该fd已经存在监听对象就修改监听对象，否则添加监听对象。
  2. 将AE(redis定义的读/写)抽象事件转换为epoll事件类型，AE_READABLE(可读)转换为epoll的EPOLLIN事件(缓冲区可读)，AE_WRITE对应epoll的EPOLLOUT事件(缓冲区可写)，由此可见redis用的是epoll的条件触发。
  3. 调用epoll_ctl函数，往epoll实例中添加或修改监听对象
4. aeApiPoll在aeEventLoop每次被调用，负责阻塞进程等待事件发生或者等待时间过期：
  1. 调用epoll_wait函数，阻塞事件发生或给定时间到期
  2. 如果I/O复用机制中有事件就绪，则将已就绪事件装载到eventLoop.fired中
    1. epoll中的事件要转换为redis事件，如EPOLLIN要转换为AE_READABLE