redis學習筆記——expire、pexpire、expireat、pexpireat的執行過程

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在瞭解到期鍵問題前我們首先需要對redis的資料庫和資料庫鍵空間有一定的瞭解：

struct redisServer {
    // ...
    // 一個數組，儲存著伺服器中的所有資料庫
    redisDb *db;

　　//伺服器的資料庫數量,dbnum屬性的值由伺服器配置的database選項決定，預設情況下，該選項的值為16
    int dbnum;

    // ...
};

在伺服器內部，用戶端狀態redisClient結構的db屬性記錄了用戶端當前的目標資料庫，這個屬性是一個指向redisDb結構的指標：

typedef struct redisClient {
// ...
// 記錄用戶端當前正在使用的資料庫
redisDb *db;
// ...
} redisClient;

 

現在我們再來看看redisDb 結構，redisDb結構的dict字典儲存了資料庫中的所有索引值對，我們將這個字典稱為鍵空間（key space）：

typedef struct redisDb {
    // ...
    // 
資料庫鍵空間，儲存著資料庫中的所有索引值對
    dict *dict;
    // ...
} redisDb;

• 鍵空間的鍵也就是資料庫的鍵，每個鍵都是一個字串對象；
• 鍵空間的值也就是資料庫的值，每個值可以是字串對象、列表對象、雜湊表對象、集合對象和有序集合對象中的任意一種Redis對象。

下面是一個例子：

根據這個鍵空間，執行相關的添加、刪除、更新等操作的便可以比較容易理解，我們此處也忽略不講了。

下面我們再來介紹一下redisDb結構中的另外一個字典expires，這個字典儲存了資料庫中所有鍵的到期時間，我們稱這個字典為到期字典（注意這裡面只儲存著鍵的到期時間，可不是說這個字典裡面的鍵都是到期的）：

• 到期字典的鍵是一個指標，這個指標指向鍵空間中的某個鍵對象（也即是某個資料庫鍵）；
• 到期字典的值是一個long long類型的整數，這個整數儲存了鍵所指向的資料庫鍵的到期時間——一個毫秒精度的UNIX時間戳記；

 

有了上面的知識我們下載便可以來看看四個命令：expire、pexpire、expireat、pexpireat的實現過程。

四個命令的使用是比較簡單的：EXPIRE <key> <seconds> 如：EXPIRE book 100

　　　　　　　　　　　　　　PEXPIRE <key> <millionseconds>

　　　　　　　　　　　　　　EXPIREAT <key> <timemap> 

　　　　　　　　　　　　　　PEXPIREAT <key> <timemap> 如：PEXPIREAT book 1388556000000（2014年1月1日零時）其實我也不知道這是怎麼算出來的！！！

注意：利用PERSIST命令可以移除一個鍵的到期時間。

如：redis> PEXPIREAT message 1391234400000
(integer) 1

其他的命令類似。不過值得一提的是：EXPIRE、EXPIREAT、PEXPIRE全部是轉換成PEXPIREAT來實現的。下面來看看每個命令的實現函數：

void expireCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,mstime(),UNIT_SECONDS);
}
void expireatCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,0,UNIT_SECONDS);
}
void pexpireCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,mstime(),UNIT_MILLISECONDS);
}
void pexpireatCommand(redisClient *c) {
expireGenericCommand(c,0,UNIT_MILLISECONDS);
}

他們都調用了expireGenericCommand()函數進行實現，那我們現在就來分析一下expireGenericCommand函數是怎麼實現的：

 

/*----------------------------------------------------------------------------- * Expires Commands *----------------------------------------------------------------------------*//* This is the generic command implementation for EXPIRE, PEXPIRE, EXPIREAT * and PEXPIREAT. Because the commad second argument may be relative or absolute * the "basetime" argument is used to signal what the base time is (either 0 * for *AT variants of the command, or the current time for relative expires). * * 這個函數是 EXPIRE 、 PEXPIRE 、 EXPIREAT 和 PEXPIREAT 命令的底層實現函數。 * 命令的第二個參數可能是絕對值，也可能是相對值。 * 當執行 *AT 命令時， basetime 為 0 ，在其他情況下，它儲存的就是當前的絕對時間。 * * unit is either UNIT_SECONDS or UNIT_MILLISECONDS, and is only used for * the argv[2] parameter. The basetime is always specified in milliseconds.  * * unit 用於指定 argv[2] （傳入到期時間）的格式， * 它可以是 UNIT_SECONDS 或 UNIT_MILLISECONDS ， * basetime 參數則總是毫秒格式的。 */void expireGenericCommand(redisClient *c, long long basetime, int unit) {    robj *key = c->argv[1], *param = c->argv[2];    long long when; /* unix time in milliseconds when the key will expire. */    // 取出param中的整數值或者嘗試將param中的資料儘可能轉換成整數值存在when中，成功返回REDIS_OK失敗則返回REDIS_ERR    if (getLongLongFromObjectOrReply(c, param, &when, NULL) != REDIS_OK)        return;    // 如果傳入的到期時間是以秒為單位的，那麼將它轉換為毫秒    if (unit == UNIT_SECONDS) when *= 1000;    when += basetime;    /* No key, return zero. */    // 查詢一下該鍵是否存在    if (lookupKeyRead(c->db,key) == NULL) {        addReply(c,shared.czero);        return;    }    /* EXPIRE with negative TTL, or EXPIREAT with a timestamp into the past     * should never be executed as a DEL when load the AOF or in the context     * of a slave instance.     *     * 在載入AOF資料時，或者伺服器為附屬節點時，     * 即使 EXPIRE 的 TTL 為負數，或者 EXPIREAT 提供的時間戳記已經到期，     * 伺服器也不會主動刪除這個鍵，而是等待主節點發來顯式的 DEL 命令。     *     * Instead we take the other branch of the IF statement setting an expire     * (possibly in the past) and wait for an explicit DEL from the master.      *     * 程式會繼續將（一個可能已經到期的 TTL）設定為鍵的到期時間，     * 並且等待主節點發來 DEL 命令。     */    if (when <= mstime() && !server.loading && !server.masterhost) {        // when 提供的時間已經到期，伺服器為主節點（注意主伺服器的masterhost==NULL），並且沒在載入資料        robj *aux;        //刪除該鍵        redisAssertWithInfo(c,key,dbDelete(c->db,key));        server.dirty++;        /* Replicate/AOF this as an explicit DEL. */        // 傳播 DEL 命令到AOF或者從伺服器        aux = createStringObject("DEL",3);        //修改用戶端的參數數組        rewriteClientCommandVector(c,2,aux,key);        decrRefCount(aux);        //訊號：索引值已經改變了。調用touchWatchedKey(db,key)        signalModifiedKey(c->db,key);        //發送鍵空間通知和鍵事件通知        notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id);        addReply(c, shared.cone);        return;    } else {        // 設定鍵的到期時間        // 如果伺服器為附屬節點，或者伺服器正在載入，        // 那麼這個 when 有可能已經到期的        setExpire(c->db,key,when);        addReply(c,shared.cone);        signalModifiedKey(c->db,key);        notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"expire",key,c->db->id);        server.dirty++;        return;    }}

下面我將對自己在看代碼時裡面不太熟悉的幾個函數進行說明：

• getLongLongFromObjectOrReply(redisClient *c,robj *o,long long *target,const char *msg)

函數目的：嘗試從對象o中取出整數值，或者嘗試將對象o中的值換成整數值，並將得到的值儲存在target中。同時如果轉換取出/轉成功的話，返回REDIS_OK，否則返回REDIS_ERR，並向用戶端發送一條出錯回複。

大致實現過程: getLongLongFromObjectOrReply——>getLongLongFromObject——>stroll()最後主要看看stoll函數的實現過程就OK了。

• lookupKeyRead(redisDb *db,robj *key)

函數目的：為執行讀取操作而取出鍵key在資料庫中的值。並根據是否成功找到值，補救伺服器中的命中和不命中資訊。找搞則傳回值，沒找到則返回NULL

函數實現

• rewriteClientCommandVector（redisClient *c,int argc,...）

函數目的：修改用戶端的參數數組。這其中涉及到C語言可變參數的運用，可以自行學習。

函數實現：如果理解了C語言的可變參數的大致運用的話，函數的實現過程已經大致理解了。其中需要注意的是lookupCommandOrOriginal()函數，lookupCommandOrOriginal()目的是在命令被更名之後，將更名後正確的redisCommand進行返回。

• signalModifiedKey(c->db,key)索引值已經改變了的訊號。調用touchWatchedKey(db,key)（“觸碰”一個鍵，如果這個鍵在某個用戶端watch下，那這個用戶端執行的EXEC時事務將失敗）

• notifyKeyspaceEvent(REDIS_NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id) 發送鍵空間通知和鍵事件通知（該部分知識今後會提到）

這裡主要講的Redis是怎麼樣設定到期鍵的，可以算作後續"Redis到期鍵的刪除策略"的前篇或者說預備知識。

 

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