讀懂Redis源碼，我總結(jié)了這7點(diǎn)心得
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用了這么久的 Redis，也翻了很多次源碼，經(jīng)常有人問我到底怎么讀 Redis 源碼。
一提到讀源碼，很多人都會(huì)比較畏懼，認(rèn)為讀源碼是高手才會(huì)做的事情。他們可能遇到問題時(shí)，會(huì)更傾向于去找別人分享的答案。但往往很多時(shí)候，自己查到的資料并不能解決所有問題，尤其是比較細(xì)節(jié)的問題。
從我的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)來看，遇到這種情況，通常就需要去源碼中尋找答案了，因?yàn)樵谠创a面前，這些細(xì)節(jié)會(huì)變得「一覽無余」。
而且我認(rèn)為，掌握讀源碼的能力，是從只懂得如何使用 Redis，到精通 Redis 實(shí)現(xiàn)原理的成長(zhǎng)之路上，必須跨越的門檻。
可是，面對(duì)龐大復(fù)雜的項(xiàng)目，我們?cè)鯓幼x源碼才能更高效呢？
這篇文章我就來和你聊一聊，我讀 Redis 源碼的經(jīng)驗(yàn)，以及讀源碼的「通用思路」，希望這些心得可以幫助到你。
01 找到地圖
很多開源項(xiàng)目的源碼，代碼量一般都比較龐大，如果在讀代碼之前，我們沒有制定合理的方法，就一頭扎進(jìn)去讀代碼，勢(shì)必會(huì)把自己搞暈。
所以，我在拿到一個(gè)項(xiàng)目的代碼之后，并不會(huì)馬上著手去讀，而是會(huì)先對(duì)整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，劃分出項(xiàng)目具體包含的模塊。這樣，我就對(duì)整個(gè)項(xiàng)目有了一個(gè)「宏觀」的了解。
讀代碼就好比去一個(gè)陌生城市旅行，這個(gè)旅途過程充滿著未知。如果在出發(fā)之前，我們手里能有一張地圖，那我們對(duì)自己的行程就可以有一個(gè)非常清晰的規(guī)劃。
我們就知道，如果想要到達(dá)目的地，需要從哪里出發(fā)、經(jīng)過哪些地方、通過什么方式才能到達(dá)，有了地圖就有了行進(jìn)方向，否則很容易迷失。
因此，提前花一些時(shí)間梳理整個(gè)項(xiàng)目的「結(jié)構(gòu)和目錄」，對(duì)于后面更好地閱讀代碼是非常有必要的。
就拿 Redis 來舉例，在讀 Redis 源碼之前，我們可以先梳理出整個(gè)項(xiàng)目的功能模塊，以及每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的代碼文件（src 下的代碼結(jié)構(gòu)）：
這樣，有了這張地圖之后，我們?cè)偃タ创a的時(shí)候，就可以有重點(diǎn)地閱讀了。
02 前置知識(shí)準(zhǔn)備
在梳理完整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)之后，我們就可以正式進(jìn)入閱讀環(huán)節(jié)當(dāng)中了。不過，在閱讀代碼之前，我們其實(shí)還需要預(yù)先掌握一些「前置知識(shí)」。
因?yàn)橐粋€(gè)完整的項(xiàng)目，必然綜合了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、編程語言等，如果我們提前做好一些功課，在讀源碼的過程中就會(huì)輕松很多。
以下是根據(jù)我在閱讀 Redis 書籍和實(shí)戰(zhàn)過程中，提取的讀源碼必備前置知識(shí)點(diǎn)，你可以參考下：
常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組、鏈表、哈希表、跳表 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò) IO 模型：IO 多路復(fù)用、非阻塞 IO、Reactor 網(wǎng)絡(luò)模型 操作系統(tǒng)：寫時(shí)復(fù)制（Copy On Write）、常見系統(tǒng)調(diào)用、磁盤 IO 機(jī)制 C 語言基礎(chǔ)：循環(huán)、分支、結(jié)構(gòu)體、指針
當(dāng)然，在閱讀源碼的過程中，我們也可以根據(jù)實(shí)際問題再去查閱相關(guān)資料，但不管怎樣，提前熟悉這些方面的知識(shí)，在真正讀代碼時(shí)就會(huì)省下不少時(shí)間。
03 從基礎(chǔ)模塊開始讀
好，有了地圖并掌握了前置知識(shí)之后，接下來我們就要進(jìn)入主題了：讀代碼。
但具體要從哪個(gè)地方開始讀起呢？我認(rèn)為要先從「最基礎(chǔ)」的模塊開始讀起。
我在前面也分析了，一個(gè)完整的項(xiàng)目會(huì)劃分很多的功能模塊，但這些模塊并不是孤立的，而很可能是有「依賴」關(guān)系的。
比如說，Redis 中的 networking.c 文件，表示處理網(wǎng)絡(luò) IO 的具體實(shí)現(xiàn)。而如果我們能在理解事件驅(qū)動(dòng)模塊 ae.c 的基礎(chǔ)上，再去閱讀網(wǎng)絡(luò) IO 模塊，效率就會(huì)更高。
那在 Redis 源碼中，哪些是最基礎(chǔ)的模塊呢？
想一下，我們?cè)谑褂?Redis 時(shí)，接觸最頻繁的是哪些功能？
答案是各種數(shù)據(jù)類型。
一切操作的基礎(chǔ)，其實(shí)都是基于這些最常用的數(shù)據(jù)類型來做的，比如 String、List、Hash、Set、Sorted Set等。所以，我們就可以從這些基礎(chǔ)模塊開始讀起，也就是從 t_string.c、t_list.c、t_hash.c、t_set.c、t_zset.c 代碼入手。
如果你對(duì) Redis 的數(shù)據(jù)類型有所了解，就會(huì)看到這些數(shù)據(jù)類型在實(shí)現(xiàn)時(shí)，底層都對(duì)應(yīng)了不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如，String 的底層是 SDS，List 的底層是 ziplist + quicklist，Hash 底層可能是ziplist，也可能是哈希表，等等。
由此一來，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又是更為「底層」的模塊，所以我們?cè)陂喿x數(shù)據(jù)類型模塊時(shí)，就需要重點(diǎn)聚焦在這些模塊上，也就是 sds.c、ziplist.c、quicklist.c、dict.c、intset.c 文件，而且這些文件都是比較獨(dú)立的，閱讀起來就可以更加集中。
這樣，當(dāng)我們真正掌握了這些「底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)」的實(shí)現(xiàn)后，就能更好地理解基于它們實(shí)現(xiàn)的各種「數(shù)據(jù)類型」了。
這些基礎(chǔ)模塊就相當(dāng)于一座大廈的地基，地基打好了，才能做到高樓聳立。
04 找到核心主線
接著，掌握了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊之后，這時(shí)我們的重點(diǎn)就需要放在「核心主線」上來了。
在這個(gè)階段，我們需要找到一個(gè)明確的目標(biāo)，以這個(gè)目標(biāo)為主線去讀代碼。因?yàn)樽x源碼一個(gè)很常見的需求，就是為了了解這個(gè)項(xiàng)目最「核心功能」的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，我們只有以此為目標(biāo)，找到這條主線去讀代碼，才能達(dá)到最終目的。
那么在讀 Redis 源碼時(shí)，什么才是它的核心主線呢？這里我分享一個(gè)非常好用的技巧，就是根據(jù)「Redis 究竟是怎么處理客戶端發(fā)來的命令的？」 為主線來梳理。
舉個(gè)例子，當(dāng)我們?cè)趫?zhí)行 SET testkey testval EX 60 這樣一條命令時(shí)，就需要搞清楚 Redis 是怎么執(zhí)行這條命令的。
也就是要明確，Redis 從收到客戶端請(qǐng)求，到把數(shù)據(jù)存到 Redis 中、設(shè)置過期時(shí)間，最后把響應(yīng)結(jié)果返回給客戶端，整個(gè)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，到底是如何處理的。
有了這條主線，我們就有了非常明確的目標(biāo)，而且沿著這條主線去讀代碼，我們還可以很清晰地把多個(gè)模塊「串聯(lián)」起來。比如從前面的例子中，我們會(huì)看到一條命令的執(zhí)行，主要包含了這樣幾個(gè)階段。
Redis Server 初始化：加載配置、監(jiān)聽端口、注冊(cè)連接建立事件、啟動(dòng)事件循環(huán)（server.c、anet.c）。 接收、解析客戶端請(qǐng)求：初始化 client、注冊(cè)讀事件、讀客戶端 socket（networking.c）。 處理具體的命令：找到對(duì)應(yīng)的命令函數(shù)、執(zhí)行命令（server.c、t_string.c、t_list.c、t_hash.c、t_set.c、t_zset.c）。 返回響應(yīng)給客戶端：寫客戶端緩沖區(qū)、注冊(cè)寫事件、寫客戶端 socket（networking.c）。
沿著這條主線去讀代碼，我們就可以掌握一條命令的執(zhí)行全過程。
而且，由于這條主線的代碼邏輯，已經(jīng)覆蓋了「所有命令」的執(zhí)行流程，我們下次再去讀其它命令時(shí)，比如 SADD，就只需要關(guān)注「處理命令」部分的邏輯即可，其它邏輯有 80% 都是相同的。
05 先整體后細(xì)節(jié)
當(dāng)然，在閱讀主線代碼的過程中，肯定也會(huì)遇到過于「復(fù)雜」的函數(shù)，第一次在讀這種函數(shù)時(shí)，很容易就會(huì)「陷進(jìn)去」，導(dǎo)致整個(gè)主線代碼的閱讀，無法繼續(xù)推進(jìn)下去。
遇到這種情況其實(shí)是很正常的，可這時(shí)我們應(yīng)該怎么辦呢？
這里我的做法是，前期讀到這種邏輯時(shí)，不要馬上陷入到細(xì)節(jié)中去，而是要先「抓整體」。
具體來說，對(duì)于復(fù)雜的函數(shù)邏輯，我們剛開始并不需要知道它的每一個(gè)細(xì)節(jié)是如何實(shí)現(xiàn)的，而是只需知道這個(gè)函數(shù)「大致」做了幾件事情即可。
舉個(gè)例子，在執(zhí)行 HSET 命令時(shí)，有一段代碼很復(fù)雜，其中包括了很多分支判斷，一次很難讀懂：
那么，我在讀這段代碼時(shí)，就可以先簡(jiǎn)化邏輯，把握整體思路：
之后，再了解每個(gè)分支大致做了哪些事情：
這樣做的好處，一是不會(huì)被復(fù)雜的細(xì)節(jié)邏輯搞暈，打擊自己的自信心，二是可以有效避免閱讀的連貫性被打斷，從而能持續(xù)推進(jìn)我們把整個(gè)主線邏輯讀完。
所以，這里的重點(diǎn)就是：先把復(fù)雜代碼的主邏輯搞清楚，知道涉及的每個(gè)方法完成了什么事，心里要先搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的「框架」，等有了框架之后，我們?cè)偃ソo框架填充「細(xì)節(jié)」。
這樣通過「先整體后細(xì)節(jié)」的方式，我們就可以不再畏懼代碼中的復(fù)雜邏輯。
06 先主線后支線
不過，在閱讀主線代碼的過程中，我們肯定還會(huì)遇到各種「支線」邏輯，比如數(shù)據(jù)過期、替換淘汰、持久化、主從復(fù)制等。
其實(shí)，在閱讀主線邏輯的時(shí)候，我們并不需要去重點(diǎn)關(guān)注這些支線，而當(dāng)整個(gè)主線邏輯「清晰」起來之后，我們?cè)偃プx這些支線模塊，就會(huì)容易很多了。
這時(shí)，我們就可以從這些支線中，選取下一個(gè)「目標(biāo)」，帶著這個(gè)目標(biāo)去閱讀，比如說：
過期策略是怎么實(shí)現(xiàn)的？（expire.c、lazyfree.c） 淘汰策略是如何實(shí)現(xiàn)的？（evict.c） 持久化 RDB、AOF 是怎么做的？（rdb.c、aof.c） 主從復(fù)制是怎么做的？（replication.c） 哨兵如何完成故障自動(dòng)切換？（sentinel.c） 分片邏輯如何實(shí)現(xiàn)？（cluster.c） ...
有了新的支線目標(biāo)后，我們依舊可以采用前面提到的「先整體后細(xì)節(jié)」的思路閱讀相關(guān)模塊，這樣下來，整個(gè)項(xiàng)目的每個(gè)模塊，就可以被「逐一擊破」了。
07 查漏補(bǔ)缺
最后，我們還需要「查漏補(bǔ)缺」。
按照前面提到的方法，基本就可以把整個(gè)項(xiàng)目的主要模塊讀得七七八八了，這時(shí)我們基本已經(jīng)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目有了整體的「把控」。
不過，當(dāng)我們?cè)诠ぷ髦杏龅絾栴}時(shí)，很有可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)讀代碼的過程中，有很多并不在意的「細(xì)節(jié)」被忽略了。
所以這時(shí)，我們就可以再帶著「具體問題」出發(fā)，聚焦這個(gè)問題相關(guān)的模塊，再一次去讀源碼。這樣一來，我們就可以填補(bǔ)當(dāng)時(shí)閱讀源碼的「空白區(qū)」。
舉個(gè)例子，當(dāng)我們?cè)陂喿x String 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) SDS（簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串）的實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們會(huì)看到當(dāng) SDS 需要追加新內(nèi)容時(shí)會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，而我們之前閱讀這塊代碼時(shí)，很有可能只是了解到有這樣的邏輯存在，但并沒有在意擴(kuò)容的相關(guān)細(xì)節(jié)（一次擴(kuò)容多大）。
所以，當(dāng)我們?cè)诠ぷ髦杏龅竭@個(gè)細(xì)節(jié)問題后，就可以把目光聚焦在 SDS 的擴(kuò)容邏輯上（sds.c 的sdsMakeRoomFor函數(shù)），而此時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)需要申請(qǐng)的新內(nèi)存小于 1MB 時(shí)，Redis 就會(huì)翻倍申請(qǐng)內(nèi)存，否則按 1MB 申請(qǐng)新內(nèi)存。
采用這個(gè)方法進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，我們就可以對(duì)整個(gè)項(xiàng)目了解得更深入、更全面，真正把項(xiàng)目「吃透」。
總結(jié)
好了，以上就是我在閱讀 Redis 源碼時(shí)的經(jīng)驗(yàn)心得，總結(jié)一下這 7 個(gè)步驟。
1、找到地圖：拿到項(xiàng)目代碼后，提前梳理整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，知曉整個(gè)項(xiàng)目的模塊劃分，以及對(duì)應(yīng)的代碼文件。
2、前置知識(shí)準(zhǔn)備：提前掌握項(xiàng)目中用到的前置知識(shí)，比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò) IO 模型、編程語言語法等等。
3、從基礎(chǔ)模塊開始讀：從最底層的基礎(chǔ)模塊開始入手，先掌握了這些模塊，之后基于它們構(gòu)建的模塊讀起來會(huì)更加高效。
4、找到核心主線：找到整個(gè)項(xiàng)目中最核心的主線邏輯，以此為目標(biāo)，了解各模塊為了完成這個(gè)功能，是如何協(xié)作和組織的。
5、先整體后細(xì)節(jié)：對(duì)于復(fù)雜函數(shù)，不要上來就陷入細(xì)節(jié)，前期閱讀只需了解這個(gè)函數(shù)大致做了什么事情，建立框架，等搭建起框架之后，再去填充細(xì)節(jié)。
6、先主線后支線：整個(gè)主線邏輯清晰之后，再去延伸閱讀支線邏輯，因?yàn)橹Ь€邏輯肯定是服務(wù)主線邏輯的，讀完主線后再去讀這些支線，也會(huì)變得更簡(jiǎn)單。
7、查漏補(bǔ)缺：在工作中遇到具體問題，帶著這些實(shí)際的問題出發(fā)再次去讀源碼，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，填補(bǔ)之前讀源碼時(shí)沒有注意到的地方。
后記
你可以看到，這篇文章介紹的閱讀源碼的方法，其實(shí)并不局限于讀 Redis 代碼。
這 7 個(gè)步驟，可以算是一個(gè)的「通用思路」，我也經(jīng)常用這個(gè)思路來讀其它項(xiàng)目的源碼，非常有用，你也可以試試。
另外，我認(rèn)為很多人讀源碼覺得難，一是因?yàn)樾睦砩献哉J(rèn)為自己讀不懂，不敢邁步這一步，二是因?yàn)檎也坏胶侠淼姆椒ǎ谧x源碼時(shí)屢次受挫，最終知難而退。
我在讀源碼時(shí)也經(jīng)歷過這些，這里再分享一下我的經(jīng)驗(yàn)。
1、永遠(yuǎn)不要給自己設(shè)限：想想看，曾經(jīng)以為很多自己做不到的事，在有壓力的情況下，是不是慢慢都做到了，而且發(fā)現(xiàn)做得還挺好？學(xué)習(xí)技術(shù)也是一樣，技術(shù)是死的，東西就那么多，一遍不行來兩遍，總有一次能搞懂，所以心態(tài)上一定不要先「否定」自己，凡事先邁一小步進(jìn)去試試看，好的開始就是成功的一半。
2、找到對(duì)的學(xué)習(xí)方法：正所謂「學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，再學(xué)習(xí)」，科學(xué)高效的方法，能幫你事半功倍，這篇文章分享的方法論，就是屬于學(xué)習(xí)方法的范疇，你可以結(jié)合自己的實(shí)際情況試試看。
希望我的這些經(jīng)驗(yàn)和心得，對(duì)你有所啟發(fā)。
1.?老大讓我優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，我上來就分庫分表，他過來就是一jio
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