实现Redis多线程过期策略
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在Redis中,过期策略是清除过期键值对的重要机制。默认情况下,Redis使用单线程遍历过期键,这可能会导致性能瓶颈。为了解决这个问题,我们可以实现Redis多线程过期策略。
原理
实现Redis多线程过期策略的核心思想是将过期键分配给多个线程进行处理。每个线程维护自己的过期键列表,并在定期间隔后遍历列表并删除过期键。这样可以利用多线程处理过期键,提高Redis的清除效率。
过期键维护
我们需要实现一个过期键维护模块,即将Redis中的键值对加入到过期列表中,并提供遍历列表和删除过期键的函数。
#include
#include "dict.h"
#define EXPIRE_ONE_TIMES 30 // 遍历过期列表的时间间隔,单位为秒
typedef struct expireentry {
void *KEY;
time_t expireTime;
struct expireEntry *NEXT;
} expireEntry;
typedef struct {
dict *expireDict; // 维护过期键的字典
expireEntry *head; // 过期列表头节点
expireEntry *tl; // 过期列表尾节点
pthread_mutex_t lock; // 多线程安全的互斥锁
} expireList;
expireList *createExpireList() {
expireList *expList- = malloc(sizeof(*expList));
expList->expireDict = dictCreate(&stringTableDictType, NULL);
expList->head = NULL;
expList->tl = NULL;
pthread_mutex_init(&expList->lock, NULL);
return expList;
}
void addExpireEntry(expireList *expList, void *key, time_t expireTime) {
expireEntry *entry = malloc(sizeof(*entry));
entry->key = key;
entry->expireTime = expireTime;
entry->next = NULL;
dictAdd(expList->expireDict, key, entry);
// 将过期键添加到过期列表中
pthread_mutex_lock(&expList->lock);
if (expList->tl) {
expList->tl->next = entry;
expList->tl = entry;
} else {
expList->head = expList->tl = entry;
}
pthread_mutex_unlock(&expList->lock);
}
void deleteExpireEntry(expireList *expList, void *key) {
expireEntry *entry = dictFetchValue(expList->expireDict, key);
if (entry) {
dictDelete(expList->expireDict, key);
// 从过期列表中删除过期键
pthread_mutex_lock(&expList->lock);
if (expList->head == entry) {
expList->head = entry->next;
}
if (expList->tl == entry) {
expList->tl = NULL;
}
if (entry->next) {
entry->next = entry->next->next;
}
pthread_mutex_unlock(&expList->lock);
free(entry);
}
}
expireEntry *getExpireListHead(expireList *expList) {
return expList->head;
}
过期处理
接下来,我们需要把过期键列表交给多个线程处理。在每个线程中,遍历本地过期键列表,并删除过期键。需要注意的是,在删除时,需要同时删除过期键的字典条目和过期列表节点。以下是线程函数的实现。
void *expireThread(void *arg) {
expireList *expList = arg;
while (1) {
sleep(EXPIRE_ONE_TIMES);
time_t now = time(NULL);
expireEntry *prev = NULL;
expireEntry *entry = getExpireListHead(expList);
while (entry) {
if (entry->expireTime
dictDelete(expList->expireDict, entry->key);
if (prev) {
prev->next = entry->next;
} else {
expList->head = entry->next;
}
if (!entry->next) {
expList->tl = prev;
}
free(entry);
printf("[Redis] Expire Thread: key %s expired.\n", entry->key);
} else {
prev = entry;
}
entry = entry->next;
}
}
return NULL;
}
在Redis启动时,我们需要创建多个处理过期的线程,并将过期键添加到过期键列表中。以下是示例代码。
#define THREADS_NUMBER 2 // 设置线程数量
// ...
expireList *expList = createExpireList();
pthread_t threads[THREADS_NUMBER];
for (int i = 0; i
pthread_create(&threads[i], NULL, expireThread, expList);
}
// ...
总结
通过使用多线程过期策略,我们可以提高Redis的并发性和清除效率。需要注意的是,过期键列表的维护需要实现多线程安全,避免出现并发错误。同时,在线程函数中,需要使用时间戳判断是否过期,而不是在Redis中使用的精确过期时间。
完整代码
以下是实现了多线程过期策略的Redis代码。
#include
#include
#include
#include
#include "server.h"
#include "object.h"
#include "t_string.h"
#include "dict.h"
#define THREADS_NUMBER 2 // 设置线程数量
#define EXPIRE_ONE_TIMES 30 // 遍历过期列表的时间间隔,单位为秒
typedef struct expireEntry {
void *key;
time_t expireTime;
struct expireEntry *next;
} expireEntry;
typedef struct {
dict *expireDict; // 维护过期键的字典
expireEntry *head; // 过期列表头节点
expireEntry *tl; // 过期列表尾节点
pthread_mutex_t lock; // 多线程安全的互斥锁
} expireList;
expireList *createExpireList() {
expireList *expList = malloc(sizeof(*expList));
expList->expireDict = dictCreate(&stringTableDictType, NULL);
expList->head = NULL;
expList->tl = NULL;
pthread_mutex_init(&expList->lock, NULL);
return expList;
}
void addExpireEntry(expireList *expList, void *key, time_t expireTime) {
expireEntry *entry = malloc(sizeof(*entry));
entry->key = key;
entry->expireTime = expireTime;
entry->next = NULL;
dictAdd(expList->expireDict, key, entry);
// 将过期键添加到过期列表中
pthread_mutex_lock(&expList->lock);
if (expList->tl) {
expList->tl->next = entry;
expList->tl = entry;
} else {
expList->head = expList->tl = entry;
}
pthread_mutex_unlock(&expList->lock);
}
void deleteExpireEntry(expireList *expList, void *key) {
expireEntry *entry = dictFetchValue(expList->expireDict, key);
if (entry) {
dictDelete(expList->expireDict, key);
// 从过期列表中删除过期键
pthread_mutex_lock(&expList->lock);
if (expList->head == entry) {
expList->head = entry->next;
}
if (expList->tl == entry) {
expList->tl = NULL;
}
if (entry->next) {
entry->next = entry->next->next;
}
pthread_mutex_unlock(&expList->lock);
free(entry);
}
}
expireEntry *getExpireListHead(expireList *expList) {
return expList->head;
}
void *expireThread(void *arg) {
expireList *expList = arg;
while (1) {
sleep(EXPIRE_ONE_TIMES);
time_t now = time(NULL);
expireEntry *prev = NULL;
expireEntry *entry = getExpireListHead(expList);
while (entry) {
if (entry->expireTime
dictDelete(expList->expireDict, entry->key);
if (prev) {
prev->next = entry->next;
} else {
expList->head = entry->next;
}
if (!entry->next) {
expList->tl = prev;
}
free(entry);
printf("[Redis] Expire Thread: key %s expired.\n", entry->key);
} else {
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文章名称:实现Redis多线程过期策略(redis过期多线程)
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