简介

本书对 Redis 的大多数单机功能以及所有多机功能的实现原理进行了介绍，展示了这些功能的核心数据结构以及关键的算法思想。

通过阅读本书，读者可以快速、有效地了解 Redis 的内部构造以及运作机制，这些知识可以帮助读者更好地、也更高效地使用 Redis 。

为了让本书的内容保持简单并且容易读懂，本书会尽量以高层次的角度来对 Redis 的实现原理进行描述，如果读者只是对 Redis 的实现原理感兴趣，但并不想研究 Redis 的源代码，那么阅读本书就足够了。

另一方面，如果读者打算深入了解 Redis 实现原理的底层细节，本书在 RedisBook.com 提供了一份带有详细注释的 Redis 源代码，读者可以先阅读本书对某一功能的介绍，然后再阅读该功能对应的实现代码，这有助于读者更快地读懂实现代码，也有助于读者更深入地了解该功能的实现原理。

版本说明

本书是基于 Redis 2.9 —— 也即是 Redis 3.0 的开发版来编写的，因为 Redis 3.0 的更新主要与 Redis 的多机功能有关，而 Redis 3.0 的单机功能则与 Redis 2.6 、Redis 2.8 的单机功能基本相同，所以本书的内容对于使用 Redis 2.6 至 Redis 3.0 的读者来说应该都是有用的。

另外，因为 Redis 通常都是渐进地增加新功能，并且很少会大幅地修改已有的功能，所以本书的大部分内容对于 Redis 3.0 之后的几个版本来说，应该也是有用的。

章节编排

本书由《数据结构与对象》、《单机数据库的实现》、《多机数据库的实现》、《独立功能的实现》四个部分组成。

第一部分

Redis 数据库里面的每个键值对（key-value pair）都是由对象（object）组成的：

其中，数据库键总是一个字符串对象（string object）；
而数据库键的值则可以是字符串对象、列表对象（list object）、哈希对象（hash object）、集合对象（set object）、有序集合对象（sorted set object）这五种对象中的其中一种。

比如说，执行以下命令将在数据库中创建一个键为字符串对象，值也为字符串对象的键值对：

redis> SET msg "hello world"
OK

而执行以下命令将在数据库中创建一个键为字符串对象，值为列表对象的键值对：

redis> RPUSH numbers 1 3 5 7 9
(integer) 5

本书的第一部分 —— 也即是《数据结构与对象》部分，将对以上提到的五种不同类型的对象进行介绍，剖析这些对象所使用的底层数据结构，并说明这些数据结构是如何深刻地影响对象的功能和性能的。

第二部分

本书的第二部分 —— 也即是《单机数据库的实现》部分，对 Redis 实现单机数据库的方法进行了介绍。

《数据库》一章对 Redis 数据库的实现原理进行了介绍：说明了服务器保存键值对的方法，服务器保存键值对过期时间的方法，以及服务器自动删除过期键值对的方法，等等。

《RDB 持久化》和《AOF 持久化》两章分别介绍了 Redis 两种不同的持久化方式的实现原理：说明了服务器根据数据库来生成持久化文件的方法，服务器根据持久化文件来还原数据库的方法，以及 BGSAVE 命令和 BGREWRITEAOF 命令的实现原理，等等。

《事件》一章对 Redis 的文件事件和时间事件进行了介绍：

文件事件主要用于应答（accept）客户端的连接请求，接收客户端发送的命令请求，以及向客户端返回命令回复；
而时间事件则主要用于执行 redis.c/serverCron 函数 —— 这个函数通过执行常规的维护和管理操作来保持 Redis 服务器的正常运作，一些重要的定时操作也是由这个函数负责触发的。

《客户端》一章对 Redis 服务器维护和管理客户端状态的方法进行了介绍：列举了客户端状态包含的各个属性，说明了客户端的输入缓冲区和输出缓冲区的实现方法，以及 Redis 服务器创建和销毁客户端状态的条件，等等。

《服务器》一章对单机 Redis 服务器的运作机制进行了介绍：详细地说明了服务器处理命令请求的步骤，解释了 serverCron 函数所做的工作，并讲解了 Redis 服务器的初始化过程。

第三部分

本书的第三部分 —— 也即是《多机数据库的实现》部分，对 Redis 的 Sentinel 、复制（replication）、集群（cluster）三个多机功能进行了介绍。

《Sentinel》一章对 Redis Sentinel 的实现原理进行了介绍：说明了 Sentinel 监视服务器的方法， Sentinel 判断服务器是否下线的方法，以及 Sentinel 对下线服务器进行故障转移的方法，等等。

《复制》一章对 Redis 的主从复制功能（master-slave replication）的实现原理进行了介绍：说明了当用户指定一个服务器（从服务器）去复制另一个服务器（主服务器）时，主从服务器之间执行了什么操作，进行了什么数据交互，诸如此类。

《集群》一章对 Redis 集群的实现原理进行了介绍：说明了节点（node）的构建方法，节点处理命令请求的方法，转发（redirection）错误的实现方法，以及各个节点之间进行通讯的方法，等等。

第四部分

本书的第四部分 —— 也即是《独立功能的实现》部分，对 Redis 中各个相对独立的功能模块进行了介绍。

《发布与订阅》一章对 PUBLISH 、 SUBSCRIBE 、 PUBSUB 等命令的实现原理进行了介绍，解释了 Redis 的发布与订阅功能是如何实现的。

《事务》一章对 MULTI 、 EXEC 、 WATCH 等命令的实现原理进行了介绍，解释了 Redis 的事务是如何实现的，并说明了 Redis 的事务对 ACID 性质的支持程度。

《Lua 脚本》一章对 EVAL 、 EVALSHA 、 SCRIPT_LOAD 等命令的实现原理进行了介绍，解释了 Redis 服务器是如何执行和管理用户传入的 Lua 脚本的；这一章还对 Redis 服务器构建 Lua 环境的过程，以及主从服务器之间复制 Lua 脚本的方法进行了介绍。

《排序》一章对 SORT 命令、以及 SORT 命令所有可用选项（比如 DESC 、 ALPHA 、 GET ，等等）的实现原理进行了介绍，并说明了当SORT 命令带有多个选项时，不同选项执行的先后顺序。

《二进制位数组》一章对 Redis 保存二进制位数组的方法进行了介绍，并说明了 GETBIT 、 SETBIT 、 BITCOUNT 、 BITOP 这几个二进制位数组操作命令的实现原理。

《慢查询日志》一章对 Redis 创建和保存慢查询日志（slow log）的方法进行了介绍，并说明了 SLOWLOG GET 、 SLOWLOG LEN 、SLOWLOG RESET 等慢查询日志操作命令的实现原理。

《监视器》一章介绍了将客户端变为监视器（monitor）的方法，以及服务器在处理命令请求时，向监视器发送命令信息的方法。

行文规则

名字引用规则

在第一次引用 Redis 源代码文件 file 中的名字 name 时，本书使用 file/name 格式：比如 redis.c/main 表示 redis.c 文件中的 main函数，而 redis.h/redisDb 则表示 redis.h 文件中的 redisDb 结构，诸如此类。

另外，在第一次引用标准库头文件 file 中的名字 name 时，本书使用 /name 格式：比如 /write 表示 unistd.h 头文件的 write 函数，而 /printf 则表示 stdio.h 头文件的 printf 函数，诸如此类。

在第一次引用某个名字之后，本书就会去掉名字前缀的文件名，直接使用名字本身。

举个例子，当本书第一次引用 redis.h 文件的 redisDb 结构的时候，本书会使用 redis.h/redisDb 格式，而之后再次引用 redisDb 结构时，本书只使用名字 redisDb 。

结构引用规则

本书使用 struct.property 格式来引用 struct 结构的 property 属性：比如 redisDb.id 表示 redisDb 结构的 id 属性，而redisDb.expires 则表示 redisDb 结构的 expires 属性，诸如此类。

算法规则

除非有额外说明，否则本书列出的算法复杂度一律为最坏情形下的算法复杂度。

代码规则

本书使用 C 语言和 Python 语言来展示代码：

在描述数据结构以及比较简短的代码时，本书通常会直接粘贴 Redis 的源代码，也即是 C 语言代码。
相反地，当需要使用代码来描述比较长或者比较复杂的程序时，本书通常会使用 Python 语言来表示伪代码。

本书展示的 Python 伪代码中通常会包含 server 和 client 两个全局变量：其中 server 表示服务器状态（redis.h/redisServer 结构的实例），而 client 则表示正在执行操作的客户端状态（redis.h/redisClient 结构的实例）。

配套网站

本书带有配套网站 RedisBook.com ，这个网站记录了本书的最新消息，并且提供了附带详细注释的 Redis 源代码可供下载，读者也可以通过这个网站查看和反馈本书的勘误，或者发表与本书有关的问题、意见、以及建议。

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