Redis源码剖析（九）--数据库

            struct
             redisServer {

    
            //
             数据库
    redisDb *db;
    // 服务器数据库数量int dbnum;

    // ......
};

typedef struct redisDb {

    // 数据库键空间，保存着数据库中的所有键值对
    dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */// 键的过期时间，字典的键为键，字典的值为过期事件 UNIX 时间戳
    dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */// 正处于阻塞状态的键
    dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP) */// 可以解除阻塞的键
    dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */// ......
} redisDb;

            /*
            
 * 将客户端的目标数据库切换为 id 所指定的数据库
 
            */
            int selectDb(redisClient *c, int id) {

    // 确保 id 在正确范围内if (id < 0 || id >= server.dbnum)
        return REDIS_ERR;

    // 切换数据库（更新指针）
    c->db = &server.db[id];

    return REDIS_OK;
}

            /*
            
 * 为执行读取操作而取出键 key 在数据库 db 中的值。
 *
 * 并根据是否成功找到值，更新服务器的命中/不命中信息。
 *
 * 找到时返回值对象，没找到返回 NULL 。
 
            */
            
robj *lookupKeyRead(redisDb *db, robj *key) {
    robj *val;

    // 检查 key 释放已经过期    expireIfNeeded(db,key);

    // 从数据库中取出键的值
    val = lookupKey(db,key);

    // 更新命中/不命中信息if (val == NULL)
        server.stat_keyspace_misses++;
    else
        server.stat_keyspace_hits++;

    // 返回值return val;
}

            void activeExpireCycle(int type) {// 静态变量，用来累积函数连续执行时的数据static unsigned int current_db = 0; /* Last DB tested. */staticint timelimit_exit = 0;      /* Time limit hit in previous call? */staticlonglong last_fast_cycle = 0; /* When last fast cycle ran. */

    unsigned int j, iteration = 0;
    // 默认每次处理的数据库数量
    unsigned int dbs_per_call = REDIS_DBCRON_DBS_PER_CALL;
    // 函数开始的时间longlong start = ustime(), timelimit;

    // 快速模式if (type == ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_FAST) {// 如果上次函数没有触发 timelimit_exit ，那么不执行处理if (!timelimit_exit) return;
        // 如果距离上次执行未够一定时间，那么不执行处理if (start < last_fast_cycle + ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_FAST_DURATION*2) return;
        // 运行到这里，说明执行快速处理，记录当前时间
        last_fast_cycle = start;
    }
if (dbs_per_call > server.dbnum || timelimit_exit)
        dbs_per_call = server.dbnum;
// 函数处理的微秒时间上限
    // ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC 默认为 25 ，也即是 25 % 的 CPU 时间
    timelimit = 1000000*ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC/server.hz/100;
    timelimit_exit = 0;
    if (timelimit <= 0) timelimit = 1;

    // 如果是运行在快速模式之下
    // 那么最多只能运行 FAST_DURATION 微秒 
    // 默认值为 1000 （微秒）if (type == ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_FAST)
        timelimit = ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_FAST_DURATION; /* in microseconds. */// 遍历数据库for (j = 0; j < dbs_per_call; j++) {
        int expired;
        // 指向要处理的数据库
        redisDb *db = server.db+(current_db % server.dbnum);
// 为 DB 计数器加一，如果进入 do 循环之后因为超时而跳出
        // 那么下次会直接从下个 DB 开始处理
        current_db++;

        /* Continue to expire if at the end of the cycle more than 25%
         * of the keys were expired. */do {
            unsigned long num, slots;
            longlong now, ttl_sum;
            int ttl_samples;

            /* If there is nothing to expire try next DB ASAP. */// 获取数据库中带过期时间的键的数量
            // 如果该数量为 0 ，直接跳过这个数据库if ((num = dictSize(db->expires)) == 0) {
                db->avg_ttl = 0;
                break;
            }
            // 获取数据库中键值对的数量
            slots = dictSlots(db->expires);
            // 当前时间
            now = mstime();
// 这个数据库的使用率低于 1% ，扫描起来太费力了（大部分都会 MISS）
            // 跳过，等待字典收缩程序运行if (num && slots > DICT_HT_INITIAL_SIZE &&
                (num*100/slots < 1)) break;

            /* The main collection cycle. Sample random keys among keys
             * with an expire set, checking for expired ones. 
             *
             * 样本计数器
             */// 已处理过期键计数器
            expired = 0;
            // 键的总 TTL 计数器
            ttl_sum = 0;
            // 总共处理的键计数器
            ttl_samples = 0;

            // 每次最多只能检查 LOOKUPS_PER_LOOP 个键if (num > ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP)
                num = ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP;

            // 开始遍历数据库while (num--) {
                dictEntry *de;
                longlong ttl;

                // 从 expires 中随机取出一个带过期时间的键if ((de = dictGetRandomKey(db->expires)) == NULL) break;
                // 计算 TTL
                ttl = dictGetSignedIntegerVal(de)-now;
                // 如果键已经过期，那么删除它，并将 expired 计数器增一if (activeExpireCycleTryExpire(db,de,now)) expired++;
                if (ttl < 0) ttl = 0;
                // 累积键的 TTL
                ttl_sum += ttl;
                // 累积处理键的个数
                ttl_samples++;
            }

            /* Update the average TTL stats for this database. */// 为这个数据库更新平均 TTL 统计数据if (ttl_samples) {
                // 计算当前平均值longlong avg_ttl = ttl_sum/ttl_samples;
                
                // 如果这是第一次设置数据库平均 TTL ，那么进行初始化if (db->avg_ttl == 0) db->avg_ttl = avg_ttl;
                /* Smooth the value averaging with the previous one. */// 取数据库的上次平均 TTL 和今次平均 TTL 的平均值
                db->avg_ttl = (db->avg_ttl+avg_ttl)/2;
            }// 我们不能用太长时间处理过期键，
            // 所以这个函数执行一定时间之后就要返回

            // 更新遍历次数
            iteration++;

            // 每遍历 16 次执行一次if ((iteration & 0xf) == 0 && /* check once every 16 iterations. */
                (ustime()-start) > timelimit)
            {
                // 如果遍历次数正好是 16 的倍数
                // 并且遍历的时间超过了 timelimit
                // 那么断开 timelimit_exit
                timelimit_exit = 1;
            }

            // 已经超时了，返回if (timelimit_exit) return;// 如果已删除的过期键占当前总数据库带过期时间的键数量的 25 %
            // 那么不再遍历
        } while (expired > ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP/4);
    }
}