Redis（11）----Redis客户端
1，前言
Redis服务器是典型的一对多服务器：一个服务器可以与多个客户端建立网络连接，每个客户端可以向服务器发送命令请求，而服务器则接收并处理客户端发送的命令请求，并向客户端返回命令回复
通过使用由I/O多路复用技术实现的文件事件处理器，Redis服务器使用单线程单进程的方式来处理命令请求，并与多个客户端进行网络通信。每个与服务器建立连接的客户端，服务器都为其建立了相应的redisClient结构，这个结构保存了客户端当前的状态信息，以及执行相关功能时需要用到的数据结构。
Redis服务器状态结构的clients属性是一个链表，这个链表保存了所有与Redis连接的客户端的状态结构，批量操作客户端或是查找客户端都可以通过遍历clients链表来完成：
struct redisServer{
//...
//一个链表，保存了所有客户端状态
list *clients;
//...
};
2，客户端属性
客户端属性包含的属性可以分为两类：一类是比较通用的属性，无论客户端执行什么工作，都需要用到这些属性；一类是和特定功能相关的属性。
下面介绍的都是属于通用部分的属性
2.1，套接字描述符
typedef struct redisClient{
//...
int fd;
//...
}redisClient;
根据客户端类型的不同，fd属性的值可以是-1或者是大于-1的整数
- 伪客户端：伪客户端的
fd值是-1；当使用AOF文件进行数据库还原时，服务器会创建一个伪客户端，这个伪客户端是单机状态，不存在网络连接；用于执行Lua脚本中包含的Redis命令时也会使用伪客户端 - 普通客户端：普通客户端的
fd属性为大于-1的整数。普通客户端与服务器之间通过使用套接字进行通信，所以服务器用fd属性记录客户端套接字的描述符。因为合法的套接字描述符不能是-1，所以普通客户端的套接字描述符的值必然是大于-1的整数
可以使用CLIENT list 查看当前所有连接到服务器的普通客户端
2.2，名字
typedef struct redisClient{
//...
robj *name;
//...
}redisClient;
可以使用CLIENT setname为客户端设置一个名字
如果客户端没有为自己设置名字的话，那么相应的客户端状态的name属性将会只想NULL指针；相反如果指定了，将会只想一个字符串对象，这个对象保存着客户端的名字。例如有个客户端名称为：message_queue
2.3，标志
客户端的标志属性flags记录了当前客户端的角色，以及客户端目前所处的状态
typedef struct redisClient{
//...
int flags;
//...
}redisClient;
flags属性可以是单个标志：flags=
也可以是多个标志的二进制或：flags=
每个标志使用一个常量表示，一部分标志记录了客户端的角色：
| 标志 | 角色 |
|---|---|
REDIS_MASTER |
在主从服务器进行复制操作时，该标志表示客户端代表的是一个主服务器 |
REDIS_SLAVE |
在主从服务器进行复制操作时，该标志表示客户端代表的是一个从服务器 |
REDIS_PRE_PSYNC |
该标志表示客户端代表的是一个版本低于Redis2.8的从服务器，主服务器不能使用PSYNC命令与这个从服务器进行同步 |
REDIS_LUA_CLIENT |
标识表示客户端是专门用于处理Lua脚本里面包含的Redis命令的伪客户端 |
标志的另一部分则记录了客户端目前所处的状态：
| 标志 | 状态 |
|---|---|
REDIS_MONITOR |
表示客户端正在执行MONITOR命令 |
REDIS_UNIX_SOCKET |
表示服务器使用UNIX套接字来连接客户端 |
REDIS_BLOCKED |
表示客户端正在被BRPOP、BLPOP等命令阻塞 |
REDIS_UNBLOCKED |
表示客户端已经从REDIS_BLOCKED表示所表示的阻塞状态中脱离，不在阻塞。该标志只能在REDIS_BLOCKED标志已经打开的情况下使用 |
REDIS_MULTI |
表示客户端正在执行事务 |
REDIS_DIRTY_CAS |
表示事务使用WATCH命令监视的数据库键已经被修改 |
REDIS_DIRTY_EXEC |
表示事务在命令入队时出现了错误 |
REDIS_CLOSE_ASAP |
表示客户端的输出缓冲区大小超出了服务器允许的范围，服务器会在下一次执行serverCron函数时关闭这个客户端，以免服务器的稳定性收到这个客户端影响。积存在输出缓冲区的所有内容会直接被释放，不会返回给客户端 |
REDIS_CLOSE_AFTER_REPLY |
表示有用户对这个客户端执行了CLIENT KILL命令；或者客户端发送给服务器的命令请求中包含了错误的协议内容。服务器会将积存在输出缓冲区的所有内容发送给客户端，然后关闭客户端 |
REDIS_ASKING |
表示客户端向集群节点（运行在集群模式下的服务器）发送了ASKING命令 |
REDIS_FORCE_AOF |
该标志强制服务器将当前执行的命令写入到AOF文件中【执行PUBSUB或者SCRIPTLOAD命令会使客户端打开该标志】 |
REDIS_FORCE_REPL |
该标志强制主服务器将当前执行的命令复制给所有从服务器【执行SCRIPTLOAD命令会使客户端打开该标志】 |
REDIS_MASTER_FORCE_REPLY |
在主从服务器进行命令传播期间，从服务器需要向主服务器发送REPLICATION ACK命令，在发送这个命令前，从服务器必须打开主服务器对应的客户端的REDIS_MASTER_FORCE_REPLY标志，否则发送操作会被拒绝执行 |
2.4，输入缓冲区
客户端状态的输入缓冲区用于保存客户端发送的命令请求
typedef struct redisClient{
//...
sds querybuf;
//...
}redisClient;
例如，如果客户端向服务器发送了以下命令请求：
SET key value
那么客户端状态的querybuf属性将会是一个包含以下内容的SDS值：
*3\r\n$3\r\nSET\r\n$3\r\nkey\r\n$5\r\nvalue\r\n
输入缓冲区的大小会根据输入内容动态的缩小或者扩大，但它的最大大小不能超过1GB，否则服务器将关闭这个客户端
2.5，命令与命令参数
在服务器将客户端发送的命令请求保存到客户端状态的querybuf属性之后，服务器将对命令请求的内容进行分析，并将得出的命令参数以及命令参数个数分别保存到客户端状态的argv和argc属性：
typedef struct redisClient{
//...
robj **argv;
int argc;
//...
}redisClient;
argv属性是一个数组，数组中的每个想都是一个字符串对象，其中argv[0]是要执行的命令，而之后的其他项都是传给命令的参数
argc则是负责记录argv数组的长度
2.6，输出缓冲区
执行命令所得的命令回复会被保存在客户端状态的输出缓冲区里面，每个客户端都有两个输出缓冲区可用，一个缓冲区的大小是固定的，另一个缓冲区的大小是可变的：
- 固定大小的缓冲区用于保存那些长度比较小的回复，比如OK、简短的字符串值、整数值、错误回复等
- 可变大小的缓冲区用于保存那些长度比较大的回复，比如一个非常长的字符串值，一个由很多项组成的列表，一个包含了很多元素的集合
固定大小缓冲区
typedef struct redisClient{
//...
char buf[REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES];
int bufpos;
//...
}redisClient;
buf是一个大小为REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES字节的字节数组，而bufpos属性则记录了buf数组当前已使用的字节数量
REDIS_REPLY_CHUNK_BYTES常量目前的默认值为 16*1024，也就是说，buf数组默认大小为16KB
可变大小缓冲区
可变大小缓冲区由reply链表和一个或多个字符串对象组成：
typedef struct redisClient{
//...
list *reply;
//...
}redisClient;
当buf数组的空间已经用完，或者回复因为太大了而没办法放进buf数组里面时，服务器就会开始使用可变大小缓冲区
可变大小缓冲区由reply链表和一个或多个字符串对象组成：
2.7，身份验证
客户端状态的authenticated属性用于记录客户端是否通过了身份验证，authenticated属性只有在服务器启用了身份验证功能时使用：
typedef struct redisClient{
//...
int authenticated;
//...
}redisClient;
如果authenticated值为0，表示客户端未通过身份验证；如果为1，那么表示客户端已经通过了身份验证
当authenticated的值为0时，除了AUTH命令之外，客户端发送的所有其他命令都会被拒绝执行
当客户端通过AUTH命令成功进行身份验证之后，客户端状态authenticated属性的值就会从0变成1
2.8，时间
客户端还有几个和时间相关的属性：
typedef struct redisClient{
//...
time_t ctime;
time_t lastinteraction;
time_t obuf_soft_limit_reached_time;
//...
}redisClient;
ctime属性
记录了创建客户端的时间，这个时间可以用来计算客户端和服务器已经连接了多少秒
lastinteraction属性
lastinteraction属性记录了客户端与服务器最后一次进行互动的时间，这里的互动可以是客户端向服务器发送命令请求，也可以是客户端接收服务器的命令回复。
lastinteraction属性可以用来计算客户端的空转时间，也就是距离客户端与服务器最后一次互动以来，已经过去了多少秒
obuf_soft_limit_reached_time属性
记录了输出缓冲区第一次到达软性限制的时间
3，客户端的创建与关闭
服务器使用不同的方式来创建和关闭不同类型的客户端：普通客户端和伪客户端
3.1，创建普通客户端
如果客户端是通过网络连接到服务器的普通客户端的话，那么在客户端使用connect函数连接到服务器时，服务器会为客户端创建相应的客户端状态，并将这个新的客户端状态添加到服务器状态结构clients链表的末尾。
3.2，关闭普通客户端
一个普通客户端可以因为多种原因而被关闭：
- 如果客户端进程退出或者被杀死，那么客户端与服务器之间的网络连接将被关闭，从而造成客户端被关闭
- 如果客户端向服务器发送了带有不符合协议格式的命令请求，那么这个客户端也会被服务器关闭
- 如果客户端成为了
CLIENT KILL命令的目标，那么它也会被关闭 - 如果用户为服务器设置了
timeout配置选项，那么当客户端的空转时间超过timeout选项设置的值时，客户端将被关闭。不过在一些特殊情况下并不会如上述一般被关闭 - 如果客户端的命令请求的大小超过了输入缓冲区的限制大小（默认为1GB），那么这个客户端会被服务器关闭
- 如果服务器发送给客户端的命令回复大小超过输出缓冲区的限制大小，那么这个客户端将会被服务器关闭
输出缓冲区的限制大小
前面介绍输出缓冲区提及到，可变大小缓冲区是由链表和字符串对象实现的，理论上可以存储任意长的命令回复。但是为了避免客户端的回复过大，占用太多资源，服务器会时刻检查客户端的输出缓冲区的大小，并在缓冲区的大小超出范围时，执行相应的限制操作。
服务器使用两种模式来限制客户端输出缓冲区的大小：
- 硬性限制：如果输出缓冲区的大小超过了硬性限制的大小，那么服务器会立即关闭客户端
- 软性限制：如果输出缓冲区的大小超过了软性限制所设置的大小，但却没有超过硬性限制，那么服务器会使用客户端结构的
obuf_soft_limit_reached_time记录到达软性限制的起始时间，并且服务器在这之后会持续监视客户端。如果输出缓冲区的大小一直超过软性限制，当持续时间超过了服务器设定的时间，那么服务器将会关闭客户端；相反，如果输出缓冲区的大小在指定时间内，不再超出软性限制，那么客户端将不再被关闭，并且会将obuf_soft_limit_reached_time置为0
3.3，Lua脚本的伪客户端
服务器会在初始化时创建负责执行Lua脚本的中包含的Redis命令的伪客户端，并将这个伪客户端关联在服务器状态结构的lua_client属性中：
typedef struct redisClient{
//...
redisClient *lua_client;
//...
}redisClient;
lua_client伪客户端在服务器运行的整个生命周期中会一直存在，直到服务器关闭
3.4，AOF文件的伪客户端
服务器在载入AOF文件时，会创建用于执行AOF文件的包含的Redis命令的伪客户端，并在载入完成后，关闭这个伪客户端