这次再开一坑，看一下Redis的代码。
由于现在和组里一起做一个分布式缓存系统（虽然做出了一个1.0.0，性能也挺OK的，但是我认为离上生产还有很长的距离），所以学习一下Redis的实现也是很有必要的。
1. 开坑步骤
这次主要开坑的一些步骤，参考了网上一些意见，主要分为下面几个：
- 内存分配
- 数据结构：字符串、链表、字典、跳跃表、日志结构等等
- 编码结构：如整数集合、压缩列表等
- 数据类型：如对象、字符串、散列、列表、集合、有序集、日志等
- 数据库相关实现：如数据库实现、通知、RDB、AOF、发布订阅、事务等
- 客户端和服务端实现：如网络事件处理、网络连接、服务端、客户端等
- 集群实现：如复制、哨兵、集群管理等
内容很多，加上C好久没写了，所以能不能填完还是未知数。
源码版本基于5以上，目前是5.0.5。
2. 内存分配
内存分配的源代码分布在：zmalloc.h、zmalloc.c。
从头文件中可以看出，Redis内存分配支持多种malloc实现，包括tcmalloc,jemalloc, ptmalloc等等。
主要函数有：
void *zmalloc(size_t size)void *zcalloc(size_t size)void *zrealloc(void *ptr, size_t size)void zfree(void *ptr)char *zstrdup(const char *s)
2.1. 内存申请
内存申请主要还是上面的前3个函数：zmalloc/zcalloc/zrealloc。这些函数的核心功能和标准C库的功能是一样的。
这里以zmalloc为例。
void *zmalloc(size_t size) {
void *ptr = malloc(size+PREFIX_SIZE);
if (!ptr) zmalloc_oom_handler(size);
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
update_zmalloc_stat_alloc(zmalloc_size(ptr));
return ptr;
#else
*((size_t*)ptr) = size;
update_zmalloc_stat_alloc(size+PREFIX_SIZE);
return (char*)ptr+PREFIX_SIZE;
#endif
}
上面有2个宏：
-
PREFIX_SIZE：若HAVE_MALLOC_SIZE被定义（通常情况，如使用tcmalloc,jemalloc,ptmalloc,apple），则为0；对某些架构是sizeof(long long)；其他情况下是sizeof(size_t) -
HAVE_MALLOC_SIZE：一般是有被定义的，值1。
所以一般而言，做下面2个事情：
-
调用
malloc申请size + sizeof(size_t)大小的内存-
若申请不到，打错误日志，报OOM错误，并立刻终止进程
具体的操作是
server.c中的void redisOutOfMemoryHandler(size_t allocation_size)函数。 -
这里
malloc具体实现，取决于底层使用哪种malloc库，这在宏定义中有指定
-
-
调用
update_zmalloc_stat_alloc宏更新统计信息
a) update_zmalloc_stat_alloc宏
代码如下：
#define update_zmalloc_stat_alloc(__n) do { \
size_t _n = (__n); \
if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); \
atomicIncr(used_memory,__n); \
} while(0)
这里看到，若申请内存不是sizeof(long)的整数倍，那么会强行将统计值增加到它的最小整数倍。
因为
malloc能保证分配内存是字对齐的，其申请的实际内存大小也是字的整数倍（对于64位x86机器，则是8字节对齐）。所以统计的时候，需要将数据修正到对应字长的整数倍。
然后就是原子增加统计量。这里调用atomicIncr宏（定义在atomicvar.h中），提供多种实现，Linux下使用pthread库的pthread_mutex_t进行加锁实现。
b) zmalloc_size宏/函数
一般情况下（定义了HAVE_MALLOC_SIZE），zmalloc_size是一个宏，调用的是malloc_usable_size函数（这里以ptmalloc为例），返回指针对应申请的内存大小，值整数倍于字长（因此可能会比malloc参数中的大小要大）。
若没有宏定义HAVE_MALLOC_SIZE，那么Redis申请内存时，会额外开辟一个头，大小位PREFIX_SIZE，用于存放申请内存的大小：
1
2
// header(1个字长) + content(malloc的申请大小) + pad(0~7字节)
// *header = sizeof(content)
这种没定义HAVE_MALLOC_SIZE的情况下，返回的是整个内存的大小（header + content + pad）
同样还有一个
zmalloc_usable宏/函数：
- 一般情况下，它直接就是
zmalloc_size，也就是库中的malloc_usable_size函数（ptmalloc）- 否则它返回除了
header以外的长度（即content + pad）
2.2. 内存释放
这里是zfree函数。
void zfree(void *ptr) {
#ifndef HAVE_MALLOC_SIZE
void *realptr;
size_t oldsize;
#endif
if (ptr == NULL) return;
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
update_zmalloc_stat_free(zmalloc_size(ptr));
free(ptr);
#else
realptr = (char*)ptr-PREFIX_SIZE;
oldsize = *((size_t*)realptr);
update_zmalloc_stat_free(oldsize+PREFIX_SIZE);
free(realptr);
#endif
}
很简单，就是：
-
调用
update_zmalloc_stat_free宏，更新内存使用统计（这里是做减法）和
update_zmalloc_stat_alloc宏操作差不多 -
调用
free释放内存
不再详细阐述。
2.3. zstrdup
这里提供一个工具方法，用于拷贝生成一个新字符串。
char *zstrdup(const char *s) {
size_t l = strlen(s)+1;
char *p = zmalloc(l);
memcpy(p,s,l);
}
调用后，新字符串不要忘记释放。
个人不太认可这种方式（签名应该类似strcpy_s比较好），不过调用起来还是挺方便的。
