Redis 事件驱动与多路复用源码剖析

1. 前言

Redis 是 单线程 + I/O 多路复用 的典型代表。
它并不是多线程处理请求，而是依赖 事件驱动（event-driven）模型，在一个线程内高效管理海量连接。

核心组件：

• ae.c：事件驱动框架，封装了事件循环（event loop）。
• anet.c：网络封装层，简化 socket API，提供可靠网络通信。
• I/O 多路复用：底层可使用 epoll（Linux）、kqueue（BSD）、select（通用）。

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2. Redis 事件模型概览

2.1 两类事件

• 文件事件（File Event）：指网络套接字上的读写操作。
• 时间事件（Time Event）：定时器任务（如定期持久化、心跳、清理）。

2.2 事件循环

Redis 的事件循环大致流程：

while (server is running) {# 处理文件事件（网络 I/O）aeProcessEvents(loop);# 处理定时事件processTimeEvents();# 执行后台任务（AOF 重写、内存释放）cron();
}

👉 事件循环是 Redis 单线程并发调度的核心。

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3. ae.c — 事件驱动框架

3.1 aeEventLoop 结构

在 ae.c 中，事件循环的核心结构是：

typedef struct aeEventLoop {int maxfd;                 // 当前已注册的最大 fdfd_set rfds, wfds;         // 监听的读写事件aeFileEvent *events;       // 已注册的文件事件aeFiredEvent *fired;       // 已触发的文件事件aeTimeEvent *timeEventHead;// 时间事件链表int stop;                  // 是否停止循环
} aeEventLoop;

• events[]：保存所有已注册的 socket 事件。
• fired[]：保存已触发的事件，等待回调执行。
• timeEventHead：链表存放定时器任务。

3.2 注册文件事件

当一个客户端连接进来时，Redis 会调用 aeCreateFileEvent() 注册事件：

int aeCreateFileEvent(aeEventLoop *eventLoop, int fd, int mask,aeFileProc *proc, void *clientData) {aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[fd];fe->mask |= mask;      // 注册读/写事件fe->rfileProc = proc;  // 设置事件处理回调
}

👉 每个 socket fd 都绑定了 读写事件回调函数。

3.3 事件分发与处理

事件循环执行时，会调用 aeProcessEvents()：

int aeProcessEvents(aeEventLoop *eventLoop) {int numevents = aeApiPoll(eventLoop, ...); // 调用 epoll/select 等等待事件for (int j = 0; j < numevents; j++) {int fd = eventLoop->fired[j].fd;int mask = eventLoop->fired[j].mask;aeFileEvent *fe = &eventLoop->events[fd];if (mask & AE_READABLE) fe->rfileProc(fd, fe->clientData);if (mask & AE_WRITABLE) fe->wfileProc(fd, fe->clientData);}
}

👉 核心逻辑：等待事件 → 找到回调 → 执行回调。

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4. anet.c — 网络通信层

anet.c 对 BSD socket API 做了封装，简化了网络调用。

4.1 建立连接

int anetTcpServer(char *err, int port, char *bindaddr) {int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);anetSetReuseAddr(s);   // 设置 SO_REUSEADDRbind(s, ...);listen(s, 511);        // backlog = 511return s;
}

👉 创建 TCP 服务器 socket，并监听端口。

4.2 接收新连接

int cfd = accept(s, ...);
anetNonBlock(cfd);   // 设置非阻塞
anetEnableTcpNoDelay(cfd);

👉 新连接的 socket 设置为 非阻塞模式，避免 I/O 阻塞。

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5. I/O 多路复用实现

Redis 在 ae_epoll.c / ae_kqueue.c / ae_select.c 中封装了多路复用实现。

5.1 epoll 示例

static int aeApiPoll(aeEventLoop *eventLoop, ...) {int numevents = epoll_wait(epfd, events, ...);for (int j = 0; j < numevents; j++) {eventLoop->fired[j].fd = events[j].data.fd;eventLoop->fired[j].mask = events[j].events;}return numevents;
}

👉 Linux 上默认使用 epoll，可支持 百万连接。

5.2 select 回退

如果系统不支持 epoll/kqueue，Redis 会回退到 select 实现，保证兼容性。

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6. 源码调用链梳理

完整链路如下：

server.c (主循环)└─ aeMain()└─ aeProcessEvents()└─ aeApiPoll()   # 调用 epoll_wait└─ rfileProc()   # 读事件回调，读取客户端命令└─ wfileProc()   # 写事件回调，返回响应

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7. 单线程高并发的秘密

1. 非阻塞 I/O：所有 socket 设置非阻塞。
2. I/O 多路复用：同时监听大量 socket。
3. 事件回调机制：读写操作通过回调函数执行，不会阻塞主线程。
4. 计算与 I/O 解耦：命令解析、执行、响应都在主线程完成，避免线程切换开销。

👉 因此，Redis 在单线程下也能支撑 十万级并发请求。

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8. 小结

本文解析了 Redis 事件驱动与多路复用的实现：

• ae.c：事件循环框架，统一调度文件事件和时间事件。
• anet.c：封装 socket API，提供简化的网络接口。
• I/O 多路复用：基于 epoll/kqueue/select，支持高并发连接。
• 单线程模型：通过事件驱动和非阻塞 I/O，避免多线程锁竞争。

📌 Redis 高性能的核心秘诀之一，就是 单线程 + 多路复用 的高效事件驱动架构。

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👉 下一篇我们可以写 Redis 命令执行流程与内核数据结构（命令表、解析、执行、回复机制），这样整个 Redis 执行链路就完整了。