redis当中有两类事件，一个是时间事件，一个是文件事件。
- 时间事件（time event），redis server中的一些定时操作，比如serverCron方法，需要在给定的时间执行操 作。
- 文件事件（file event），主要用来处理网络IO，比如一个client的连接到来，将数据 从缓冲区读入（read），将数据写入输出缓冲区（write），就会产生文件事件，进而调用与套接字绑定的事件处理器对事件进行处理。
文件事件
IO多路复用程序对所连接的套接字进行监听，返回产生了事件的套接字给分派器。 文件事件实际上是对套接字操作的抽象，当一个套接字产生连接（accpet），准备读（read），准备写（write），关闭连接（close）的时候就会产生一个文件事件。一个server可以同时被多个client连接，所以，套接字的事件可能并发的产生，但是却不会并发的执行，IO多路复用程序会将产生事件的套接字的放到一个队列中（下文中描述的aeEventLoop中的fired就绪事件表），事件处理器会以有序、同步、单个的方式处理每一个事件，这就是常说的redis单线程执行，即使多客户端并发，在server端命令也是单线程顺序的执行。内存操作加IO多路复用机制使 我们的单线程操作也可以很快。
时间事件
redis的时间事件可以分为两类
- 定时事件，在指定时间之后执行一次
- 周期性时间，每隔指定时间就执行一次
时间事件的数据结构定义如下
/* Time event structure */
typedef struct aeTimeEvent {
long long id; /* time event identifier. 标识时间事件的唯一id*/
long when_sec; /* seconds 时间事件到达的秒 */
long when_ms; /* milliseconds 时间事件到达的毫秒*/
aeTimeProc *timeProc; /*回调函数*/
aeEventFinalizerProc *finalizerProc;
void *clientData;
struct aeTimeEvent *prev; /*前驱节点 时间事件组成一个链表*/
struct aeTimeEvent *next;
int refcount; /* refcount to prevent timer events from being
* freed in recursive time event calls. */
} aeTimeEvent;
redis会将所有的时间事件按创建顺序放在一个链表中，每次遍历这个链表找到发生时间已经到达的事件，执行回调函数。执行完成之后，对于定时事件，会对唯一id做标识，下次遍历到的时候就会删除事件并释放空间；对于周期性事件，根据执行频率更新当前事件的发生时间，以待下次触发。
事件的初始化过程
我们看下初始化阶段中的各个步骤
配置初始化。 配置初始化阶段redis首先初始化所需要的基本配置，比如tcp socket相关参数，aof持久化相关参数，加载commandTable，commandTable硬编码了redis所有命令的参数及入口函数地址。加载redis的标准配置，再从配置文件reids.conf中载入配置来覆盖原有标准配置。还包括用户权限相关Acl初始化。初始化阶段还会创建redis的共享对象，redis当中存储的所有值都以redisObject的形式出现，共享对象是为了节约内存，共享对象包括0-9999的整数以及redis通用的一些字符串，有ERR，OK，PONG，syntax error 这类的。其他的字符串redis并没有创建共享对象。
创建事件循环。 初始化事件循环的主要数据结构aeEventLoop，当中包括时间事件和文件事件，对于文件事件，依照不同的操作系统选择不同的多路复用方法，例如epoll，kqueue等，然后初始化epoll获取句柄，为之后的 IO多路复用做准备。
监听文件描述符。 初始化文件描述符并监听ip和端口，这是tcp的监听方式，同时也会监听unix domain socket，这是一种同一主机上的进程间通信方式，效率高于tcp。
注册时间事件回调。 在aeEventLoop的时间事件链表中加入时间事件，注册时间事件回调函数serverCron，这个方法增量式处理一些后台的操作，比如客户端超时，删除一些过期key等等。通过事件循环机制周期性的调用serverCron方法，事件循环机制是在redis的主线程当中执行的，因此，周期性操作也是在主线程当中执行。
注册文件事件回调。 对已经创建的连接实际上就是文件描述符创建一个文件事件，就是将文件描述符加到epoll句柄中，通过IO多路复用监听它的可读或者可写动作，并注册事件的回调函数。回调函数包括从缓冲区读取命令，解析执行，将结果写到输出缓冲区。当然，整个文件事件的回调也是包含在事件循环当中的，监听也包括Tcp连接的监听和unix domain socket的监听。
初始化后台线程。 除了redis的主线程之外，redis会开启后台多个线程来处理一些比较耗时的操作，目前有三种，删除文件，推迟的aof持久化，释放资源。后台多线程开启的目的是为了避免这些操作阻塞主线程。每个线程会保存一个队列，将需要执行的任务放到这个队列中依次执行。另一个操作就是如果配置文件开启了多线程IO，则创建并初始化多线程。
启动事件循环。 最后一步就是启动事件循环，在循环当中，如果当前时间大于等于时间事件的发生时刻就执行时间事件的回调，有IO事件发生时就执行文件事件的回调。
那么事件循环具体是如何执行的呢？
事件循环的执行过程（单线程 多线程）
首先我们看下事件管理器aeEventLoop是如何管理时间事件和文件事件的
可以看到aeEventLoop结构主要包含三部分，时间事件链表，文件事件数组，以及多路复用的结构。 因为redis中同时存在时间事件aeTimeEvent和文件事件aeFileEvent，所以redis必须对这两个事件进行调度，决定何时执行时间事件，何时执行文件事件。 事件循环的入口是aeMain方法，aeMain方法通过while循环来持续处理文件事件和时间事件
void aeMain(aeEventLoop *eventLoop) {
eventLoop->stop = 0;
while (!eventLoop->stop) {
aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS|
AE_CALL_BEFORE_SLEEP|
AE_CALL_AFTER_SLEEP);
}
}
为了直观，我们将事件处理函数以伪代码的形式呈现
int aeProcessEvents(aeEventLoop *eventLoop, int flags){
/* 查找时间事件链表中最近要发生事件的时间 */
shortest = aeSearchNearestTimer(eventLoop);
/* 当前时刻距即将发生的时间事件还有多少ms */
long long ms = (shortest->when_sec - now_sec)*1000 + shortest->when_ms - now_ms;
/* 如果已经过了发生的时间 将tvp置位0 */
if (ms > 0) {
tvp->tv_sec = ms/1000;
tvp->tv_usec = (ms % 1000)*1000;
} else {
tvp->tv_sec = 0;
tvp->tv_usec = 0;
}
/* epoll前要执行的方法，包括多线程IO。*/
if (eventLoop->beforesleep != NULL && flags & AE_CALL_BEFORE_SLEEP){
eventLoop->beforesleep(eventLoop);
}
/* 实行IO多路复用，阻塞等待IO事件的发生,将所有发生最大阻塞时间为tvp */
numevents = aeApiPoll(eventLoop, tvp);
/* */
if (eventLoop->aftersleep != NULL && flags & AE_CALL_AFTER_SLEEP){
eventLoop->aftersleep(eventLoop);
}
/* 执行文件事件回调，处理已产生的文件事件 */
processFileEvents();
/* 执行时间事件回调，处理已产生的时间事件 */
processTimeEvents();
}
首先遍历时间事件的链表，找出最近要发生的时间事件，将这个时间与当前时间之差作为epoll的超时等待时间，这个时间之内如果有IO事件的发生则执行相应的回调，否则超时退出之后执行时间事件的回调。在epoll之前如果有beforeSleep方法，则先执行beforeSleep方法，beforeSleep方法中包含了IO操作，也就是将client的query数据从缓冲区读出，或者将响应数据写入输出缓冲区，同时在开启多线程IO的情况下beforeSleep方法会阻塞直到所有IO线程完成读写操作（读操作之后不解析执行具体的命令，否则会发生竞争）。aeApiPoll就是redis真正实现IO多路复用的地方，redis根据当前的操作系统选择不同的多路复用方法，比如select或者epoll。在使用epoll的情况下，该方法直接返回发生了读或者写的文件描述符，根据这些文件描述符及其对应的读写事件，执行相应的回调方法，这就完成了IO事件的读或者写。在处理完文件事件之后开始处理时间事件。时间事件的处理方法是遍历时间事件链表，对于发生时间已经到达的时间事件立即执行时间回调，回调方法会告诉你当前时间事件是否是周期性执行事件，是的话更细下一次执行的时间，否则删除此时间事件。
在6.0版本之前redis一直是单线程的，也就是说由主线程来处理输入缓冲区，多路复用获得发生IO事件的文件描述符，解析输入并执行命令，最后输出，整个过程都是单线程完成的。redis的瓶颈在于内存和网络IO，为了进一步提高redis的性能，在redis6.0版本网络IO可以配置为多线程处理，也就是由多线程来将数据从输入缓冲读出，但并不执行，最终所有的命令还是由主线程来完成，这样避免了竞争同时提高了性能。我们看下redis单线程和多线程处理数据的模型。
linux中的IO模型
网络IO的本质是对socket的读取，Linux中socket被抽象为文件，IO实际上就是对文件的读取和写入，当一个read操作发生时，它会经历两个阶段， （1）等待数据准备，socket层面就是等待数据分组的到达，并将数据复制到内核缓冲区。 （2）将数据由内核缓冲区拷贝到用户进程缓冲区。
下面分析下Linux中几种IO模型
同步阻塞IO（blocking IO）
用户进程发起了一个系统调用比如read，进程就立即被阻塞了，不消耗CPU，不干任何别的事，等待响应数据的到来。
优点：对开发者友好，简单。 缺点：不能很好的利用进程资源，使IO的性能降低。
同步非阻塞IO（nonblockinhg IO）
用户进程发起了一个系统调用比如read，进程立即返回一个error，这个时候进程可以干点别的事，然后再立即发起一个和刚才一样的系统调用，如果数据准备好了则立即将数据拷贝到用户进程；否则还是返回一个error。进程就这样以轮询的方式不断的发起read操作，直到数据准备好返回为止。
优点：不用一直阻塞进程，在多次轮询期间进程可以有别的操作。 缺点：数据准备好的时刻可能发生在两次轮询期间，这样会增大响应时间，降低系统吞吐量。
多路复用IO （multiplexing IO）
IO多路复用的核心是使用了系统级的调用，select，epoll等。它可以等待多个socket，实现对多个IO端口进行监听，当有任何一个可读或者可写事件发生的时候，epoll就会返回这个对应的文件描述符，然后再对这个文件描述符执行read或者write操作。当然，执行epoll方法等待文件描述符的返回过程是阻塞的，那如何知道哪一个文件描述符发生了可读或可写事件呢？这个监视的事情是交由内核处理的。与阻塞IO不同的是多路复用IO是可以一次等待多个socket，当有数据到来的时候会自动返回对应的文件描述符。
epoll与select的区别。epoll比select更加高级，select是通过对所有监听的文件描述符进行遍历得到活跃的socket，当文件描述符集合很大并且活跃数很少的时候select的性能会严重降低，并且select所监听的文件描述符数量是有限的，限制为单个进所能打开的最大文件数的，通过ulimit -n查看。epoll所监听的文件描述符的数量可以认为是无限的，并且对文件描述符设置了callback，当文件描述符活跃的时候会主动调用callback，这样就可以很快的获得活跃的文件描述符，避免了select的遍历带来的性能损耗。
redis中如何多路复用
redis封装了多个多路复用模块，select，epoll，kqueue。每个模块为上层提供了相同的接口，redis根据不同的操作系统和性能选择最适合的多路复用模块。
