Redis编译进内核让系统效率更上一层楼(redis 编译到内核)

Redis编译进内核:让系统效率更上一层楼

创新互联公司专注于商洛网站建设服务及定制,我们拥有丰富的企业做网站经验。 热诚为您提供商洛营销型网站建设,商洛网站制作、商洛网页设计、商洛网站官网定制、微信平台小程序开发服务,打造商洛网络公司原创品牌,更为您提供商洛网站排名全网营销落地服务。

Redis是一款非常优秀的内存缓存数据库软件,它采用键值对存储数据,支持多种数据结构、分布式、事务等功能,被广泛应用于Web应用、游戏、移动应用等领域。由于Redis的高性能、可扩展性和稳定性,越来越多的企业开始采用Redis作为缓存方案,但是Redis在高并发场景下还是存在一定的性能压力,因此让Redis编译进内核是一种提高系统性能的好方法。

编译Redis进内核的核心思想是将Redis的常用代码或数据结构保存在内核中,这样可以减少系统调用次数,提高Redis的执行效率。具体做法是通过特定的内核驱动程序,将Redis的代码或数据结构加载到内核中,让Redis运行时直接访问内核中的代码或数据结构,这样就可以减少系统调用的开销,提高Redis的响应速度。

下面是一个简单的演示示例,我们将Redis的zset(key有序集合)数据结构编译进内核。首先需要修改Redis源码中的zset数据结构定义,将其定义为一个内核数据结构。具体的代码如下:

#include 
struct zset_node {
struct list_head list; // zset节点用于连接不同的zset元素
int score; // 分数
char* value; // 元素值
};

struct kernel_zset {
struct list_head head; // zset的表头,用于连接各个节点
int length; // zset的长度
};

这里我们将zset定义为一个链表结构,每个节点包括分数和元素值两个字段。在Redis启动时,将zset数据结构以内核模块的形式编译并加载到内核中。具体的代码如下:

#include 
#include
#include
#include
#include "zset.h"

struct kernel_zset *kernel_zset;

static int __init zset_init(void)
{
kernel_zset = (struct kernel_zset*)kmalloc(sizeof(struct kernel_zset), GFP_KERNEL);
INIT_LIST_HEAD(&kernel_zset->head);
kernel_zset->length = 0;
return 0;
}

static void __exit zset_exit(void)
{
kfree(kernel_zset);
}
module_init(zset_init);
module_exit(zset_exit);

这里我们利用Linux内核提供的kmalloc函数动态分配了一个内存区域,用于存储zset数据结构。同时,通过INIT_LIST_HEAD函数初始化表头,将zset的长度设置为0。在这个模块被加载时,zset_init函数会被调用,将表头和长度等信息初始化,可以理解为是Redis启动时加载内核驱动程序。在模块被卸载时,zset_exit函数会被调用,用于释放内存,可以理解为是Redis关闭时卸载内核驱动程序。

在Redis启动时,我们需要将zset数据结构加载到内核中,使之成为内核模块之一。这里我们依然借鉴Linux内核的模块机制,创建一个新的模块,将zset的初始化和卸载函数添加到模块中。具体的代码如下:

#include 
#include
#include
#include
#include "zset.h"

#define ZSET_MODULE "zset.ko"

int mn()
{
int fd, ret;
fd = open(ZSET_MODULE, O_RDWR);
if (fd
perror("open");
return -1;
}
ret = ioctl(fd, ZSET_LOAD, 0);
if (ret
perror("ioctl");
return -1;
}
close(fd);
printf("zset module is loaded.\n");
return 0;
}

可以看到,我们在用户态程序中使用ioctl函数调用内核驱动程序,将zset数据结构加载到内核中。具体的操作是将ZSET_LOAD命令传递给内核,让内核执行相应操作。在内核中,我们需要为ZSET_LOAD命令添加相应操作,具体的代码如下:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "zset.h"

#define ZSET_PROC_FILE "zset"

struct zset_node *zset_node_create(int score, char* value)
{
struct zset_node* node;
node = (struct zset_node*)kmalloc(sizeof(struct zset_node), GFP_KERNEL);
node->score = score;
node->value = kstrdup(value, GFP_KERNEL);
INIT_LIST_HEAD(&node->list);
return node;
}

void zset_node_destroy(struct zset_node* node)
{
kfree(node->value);
kfree(node);
}

struct kernel_zset* zset_create()
{
struct kernel_zset* zset;
zset = (struct kernel_zset*)kmalloc(sizeof(struct kernel_zset), GFP_KERNEL);
INIT_LIST_HEAD(&zset->head);
zset->length = 0;
return zset;
}
void zset_destroy(struct kernel_zset* zset)
{
struct zset_node *pos, *next;
list_for_each_entry_safe(pos, next, &zset->head, list) {
list_del(&pos->list);
zset_node_destroy(pos);
}
kfree(zset);
}

static int zset_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
int count, int *eof, void *data)
{
int len = 0;
struct zset_node *pos;
struct kernel_zset* zset = (struct kernel_zset*)data;
list_for_each_entry(pos, &zset->head, list) {
len += sprintf(page+len, "%d %s\n", pos->score, pos->value);
}
return len;
}

static ssize_t zset_proc_write(struct file *file, const char __user *buffer,
size_t count, loff_t *data)
{
char* buf;
int score;
char* value;
struct zset_node *pos, *new_node = NULL;
struct kernel_zset* zset = (struct kernel_zset*)file->private_data;
buf = (char*)kmalloc(count+1, GFP_KERNEL);
if (!buf)
return -ENOMEM;

if (copy_from_user(buf, buffer, count)) {
kfree(buf);
return -EFAULT;
}
buf[count] = '\0';
sscanf(buf, "%d %s", &score, value);
new_node = zset_node_create(score, value);
list_for_each_entry(pos, &zset->head, list) {
if (pos->score > score) {
list_add_tl(&new_node->list, &pos->list);
goto end;
}
}
list_add_tl(&new_node->list, &zset->head);
end:
zset->length++;
kfree(buf);
return count;
}

static const struct file_operations zset_proc_fops = {
.read = zset_proc_read,
.write = zset_proc_write,
};
static int zset_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
struct kernel_zset* zset;
switch(cmd) {
case ZSET_LOAD:
zset = zset_create();
proc_create_data(ZSET_PROC_FILE, S_IRUGO|S_IWUGO, NULL, &zset_proc_fops, zset);
file->private_data = zset;
break;
case ZSET_UNLOAD:
zset = (struct kernel_zset*)file->private_data;
remove_proc_entry(ZSET_PROC_FILE, NULL);
zset_destroy(zset);
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
static struct file_operations zset_fops = {
.unlocked_ioctl = zset_ioctl
};

static struct miscdevice zset_miscdev = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = "zset",
.fops = &zset_fops
};

static int __init zset_init(void)
{

成都网站设计制作选创新互联,专业网站建设公司。
成都创新互联10余年专注成都高端网站建设定制开发服务,为客户提供专业的成都网站制作,成都网页设计,成都网站设计服务;成都创新互联服务内容包含成都网站建设,小程序开发,营销网站建设,网站改版,服务器托管租用等互联网服务。

文章标题:Redis编译进内核让系统效率更上一层楼(redis 编译到内核)
URL标题:http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news26/141076.html

网站建设、网络推广公司-创新互联,是专注品牌与效果的网站制作,网络营销seo公司;服务项目有等

广告

声明:本网站发布的内容(图片、视频和文字)以用户投稿、用户转载内容为主,如果涉及侵权请尽快告知,我们将会在第一时间删除。文章观点不代表本网站立场,如需处理请联系客服。电话:028-86922220;邮箱:631063699@qq.com。内容未经允许不得转载,或转载时需注明来源: 创新互联