Redis设计与实现

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出版者:机械工业出版社
作者:黄健宏
出品人:
页数:388
译者:
出版时间:2014-6
价格:79.00
装帧:平装
isbn号码:9787111464747
丛书系列:数据库技术丛书
图书标签:
  • Redis
  • 数据库
  • 计算机
  • 源码分析
  • redis
  • NoSQL
  • 编程
  • database
  • Redis
  • 设计
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  • 分布式
  • 缓存
  • 数据结构
  • 高性能
  • 源码
  • 算法
  • 架构
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具体描述

【官方网站】

本书的官方网站 www.RedisBook.com 提供了书本试读、相关源码下载和勘误回报等服务,欢迎读者浏览和使用。

【编辑推荐】

系统而全面地描述了 Redis 内部运行机制

图示丰富,描述清晰,并给出大量参考信息,是NoSQL数据库开发人员案头必备

包括大部分Redis单机特征,以及所有多机特性

【读者评价】

这本书描述的知识点很丰富,覆盖很全,里面提到特性较多,有不少我们也没用过 :) 每个命令内部的机制的介绍很不错,很多估计也是首次有详细文档介绍。

——杨卫华(@TimYang)新浪微博技术总监

近几年Redis以其高性能、高灵活性的优点,变得越来越流行。但很多人在使用Redis时,仅仅还是停留在比较表层的功能性认识,缺乏对内部机制原理的深入理解。本书是huangz同学长期对Redis源码的阅读心得结晶,书中对Redis的各个方面都进行了详细且深入的讲解,将复杂的原理用最简单的方式为大家解构和讲解,强烈推荐给每一位Redis的使用者阅读。

—— iammutex,NoSQLFan站长,乐视网技术经理

Redis 是近些年来特别火爆的 NoSQL 之一。纵观中外各种书籍还没有一本能对 Redis 内部进行深入剖析,《Redis 设计与实现》可谓开此先河。常和作者在网上交流,知道作者为这本书付出了大量的心血。这本书行文流畅,思路清晰,详细地介绍了 Redis 源码的方方面面。无论是想学习 NoSQL、网络编程的初学者,还是源码控的进阶者,本书都会有很大的帮助。

—— 阮若夷,支付宝高级专家

【内容简介】

本书全面而完整地讲解了Redis的内部机制与实现方式,对Redis的大多数单机功能以及所有多机功能的实现原理进行了介绍,展示了这些功能的核心数据结构以及关键的算法思想,图示丰富,描述清晰,并给出大量参考信息。通过阅读本书,读者可以快速、有效地了解Redis的内部构造以及运作机制,更好、更高效地使用Redis。

本书主要分为四大部分。第一部分“数据结构与对象”介绍了Redis中的各种对象及其数据结构,并说明这些数据结构如何影响对象的功能和性能。第二部分“单机数据库的实现”对Redis实现单机数据库的方法进行了介绍,包括数据库、RDB持久化、AOF持久化、事件等。第三部分“多机数据库的实现”对Redis的Sentinel、复制、集群三个多机功能进行了介绍。第四部分“独立功能的实现”对Redis中各个相对独立的功能模块进行了介绍,涉及发布与订阅、事务、Lua脚本、排序、二进制位数组、慢查询日志、监视器等。本书作者专门维护了www.redisbook.com网站,提供带有详细注释的Redis源代码,以及本书相关的更新内容。

《高性能分布式系统架构实践》 图书简介 在当今快速迭代的互联网应用场景下,构建高可用、高扩展、高性能的分布式系统已成为软件架构师和资深工程师的核心挑战。本书《高性能分布式系统架构实践》,聚焦于从理论到实践的完整路径,深入剖析构建现代企业级分布式系统的关键技术、设计哲学和工程实践。本书旨在为读者提供一套系统性的知识框架,帮助他们驾驭微服务、数据一致性、服务治理等复杂议题,打造出能够应对亿级流量和PB级数据的坚实系统。 本书并非专注于某单一技术栈或特定组件的底层源码解析,而是将视野拔高至整个系统架构层面,探讨如何在不同技术选型之间做出最优决策,以及如何将这些技术有机地整合为一个健壮的整体。 --- 第一部分:分布式系统的基石与挑战 本部分将奠定读者对分布式系统基本认知的基础,明确我们试图解决的核心问题。 1. 分布式计算的本质与权衡 我们将从基础概念出发,探讨分布式系统的定义、目标(可用性、一致性、分区容错性)以及CAP理论在实际应用中的深刻含义。重点讨论为什么“完美”的分布式系统是不存在的,系统设计本质上是一系列有意识的权衡。我们将分析在不同业务场景下(如金融交易、实时推荐、内容分发),应如何权衡一致性与可用性的优先级。 2. 时间、状态与一致性模型 在没有全局时钟的分布式环境中,如何准确地定义事件顺序是至关重要的。本章将深入讲解逻辑时钟的概念,包括Lamport时间戳和向量时钟,它们如何帮助我们理解并发和偏序关系。随后,我们将系统地梳理和比较不同的数据一致性模型:从强一致性到最终一致性,再到因果一致性。特别关注Causal Consistency在现代Web应用中的实际价值。 3. 网络延迟与可靠性工程 网络是分布式系统的命脉,也是最不可靠的部分。本章将详细分析网络分区、超时设置和消息丢失对系统行为的影响。我们将介绍RPC(远程过程调用)的局限性,并探讨如何设计健壮的请求处理机制,包括幂等性设计、请求重试策略(指数退避算法)以及断路器模式(Circuit Breaker)的原理与应用,确保单个节点的故障不会引发雪崩效应。 --- 第二部分:核心架构模式与服务治理 本部分转向构建现代化分布式应用的核心技术栈——微服务架构,并探讨如何有效管理这些服务。 4. 微服务架构的解耦之道 微服务不仅仅是拆分单体应用,更是一种组织和部署的范式转变。本章深入探讨服务边界的划分原则(DDD领域驱动设计视角),以及如何处理跨服务的事务性问题(Saga模式的深入应用)。我们将对比同步通信(REST/gRPC)和异步通信(消息队列)在不同场景下的优劣,并重点分析API网关在安全、路由和流量控制中的角色。 5. 服务发现与配置管理 在一个动态伸缩的环境中,服务实例的地址是不断变化的。本章详细介绍服务注册与发现的两种主要范式:客户端发现(如使用Consul/ZooKeeper)和服务器端发现(如使用负载均衡器)。同时,配置管理的重要性不容忽视,我们将讨论配置的动态更新机制,如何确保配置变更的原子性和安全性,避免“灰度发布”中的配置漂移问题。 6. 负载均衡的艺术与科学 负载均衡是提升系统吞吐量的关键。本章将超越传统的轮询和随机算法,深入讲解加权最小连接数、一致性哈希等高级算法,并探讨它们在L4(传输层)和L7(应用层)的区别。此外,我们还会分析针对特定应用场景(如会话保持、数据亲和性)的负载均衡策略。 --- 第三部分:数据一致性与持久化策略 数据是系统的核心资产,本部分专注于在分布式环境下如何可靠地存储和访问数据。 7. 分布式事务的复杂性与解决方案 两阶段提交(2PC)的阻塞问题使其在高性能系统中难以直接应用。本章将系统梳理分布式事务的替代方案:Saga、TCC(Try-Confirm-Cancel)模式的实践细节,以及如何结合事件溯源(Event Sourcing)构建更具弹性的业务流程。我们将重点分析在实际项目中,何时应该接受最终一致性,以及如何设计补偿机制来保障业务的正确性。 8. 分布式数据存储的选型与扩展 关系型数据库在分布式场景下面临的挑战是垂直扩展的极限。本章详细探讨了数据分片(Sharding)的策略:基于范围、哈希、目录的分片技术及其局限性。我们将对比NoSQL数据库(键值存储、文档数据库、列式存储)的适用场景,分析它们在读写性能、数据模型灵活性上的权衡。重点讨论数据分片键的选择对系统热点和查询效率的决定性影响。 9. 分布式锁与资源竞争 在共享资源访问场景中,分布式锁是保证数据正确性的必要手段。本章会对比基于数据库、ZooKeeper以及基于特定缓存系统实现分布式锁的优缺点。我们将深入解析使用Redlock算法时可能遇到的网络分区陷阱和时钟漂移问题,并提供在实践中如何构建一个安全、高可用的分布式锁服务。 --- 第四部分:可观测性、韧性与性能优化 构建一个高性能系统不仅仅是代码的优化,更是对系统运行状态的全面洞察和故障预案的周密部署。 10. 打造全链路可观测性体系 在微服务架构下,一次用户请求可能跨越数十个服务。本章讲解现代可观测性的三大支柱:日志(Logging)、指标(Metrics)和分布式追踪(Tracing)。我们将介绍OpenTelemetry标准,并探讨如何利用Zipkin或Jaeger等工具进行请求延迟的根本原因分析(RCA),从海量数据中快速定位性能瓶颈。 11. 容错与故障恢复(Chaos Engineering) “墨菲定律”在分布式系统中表现得淋漓尽致。本章介绍如何通过混沌工程(Chaos Engineering)主动发现系统的薄弱环节。我们会详细讲解限流(Rate Limiting,如令牌桶、漏桶算法)、熔断(Circuit Breaking)和降级(Degradation)的实施细节,并阐述如何设计优雅的失败场景,确保系统在部分组件失效时仍能提供核心服务。 12. 缓存策略与淘汰机制的精细化管理 缓存是提升系统性能最直接的手段,但“缓存雪崩”和“缓存穿透”是常见陷阱。本章深入分析缓存一致性策略(读穿透、写回、旁路缓存),并对比LRU、LFU等主流淘汰算法在不同访问模式下的表现。此外,我们将探讨如何利用局部缓存和分布式缓存的结合,实现多层次的缓存加速。 --- 目标读者: 本书适合有至少三年工作经验的软件工程师、系统架构师、DevOps专家以及对构建大规模、高可用基础设施感兴趣的技术决策者。读者应具备扎实的网络和操作系统基础,并对至少一种主流编程语言有深入理解。 通过系统学习本书内容,读者将能够跳出单一技术的限制,从宏观视角设计和优化复杂的分布式应用,并为应对未来技术演进做好充分准备。

作者简介

黄健宏 软件开发者,他喜欢函数式编程,热爱开源软件。出于对数据库的强烈兴趣,他开始阅读和分析 Redis 源代码,并对 Redis 2.6 和 Redis 3.0 的源代码进行了详细注释。他翻译并维护着 Redis 中文文档网站 www.RedisDoc .com ,编写 了 OORedis 库。除此之外,他还是《Redis in Action》一书的译者。

作者的豆瓣主页:douban.com/people/i_m_huangz/

目录信息

第1章 引言 1
1.1 Redis版本说明 1
1.2 章节编排 1
1.3 推荐的阅读方法 4
1.4 行文规则 4
1.5 配套网站 5
第一部分 数据结构与对象
第2章 简单动态字符串 8
2.1 SDS的定义 9
2.2 SDS与C字符串的区别 10
2.3 SDS API 17
2.4 重点回顾 18
2.5 参考资料 18
第3章 链表 19
3.1 链表和链表节点的实现 20
3.2 链表和链表节点的API 21
3.3 重点回顾 22
第4章 字典 23
4.1 字典的实现 24
4.2 哈希算法 27
4.3 解决键冲突 28
4.4 rehash 29
4.5 渐进式rehash 32
4.6 字典API 36
4.7 重点回顾 37
第5章 跳跃表 38
5.1 跳跃表的实现 39
5.2 跳跃表API 44
5.3 重点回顾 45
第6章 整数集合 46
6.1 整数集合的实现 46
6.2 升级 48
6.3 升级的好处 50
6.4 降级 51
6.5 整数集合API 51
6.6 重点回顾 51
第7章 压缩列表 52
7.1 压缩列表的构成 52
7.2 压缩列表节点的构成 54
7.3 连锁更新 57
7.4 压缩列表API 59
7.5 重点回顾 59
第8章 对象 60
8.1 对象的类型与编码 60
8.2 字符串对象 64
8.3 列表对象 68
8.4 哈希对象 71
8.5 集合对象 75
8.6 有序集合对象 77
8.7 类型检查与命令多态 81
8.8 内存回收 84
8.9 对象共享 85
8.10 对象的空转时长 87
8.11 重点回顾 88
第二部分 单机数据库的实现
第9章 数据库 90
9.1 服务器中的数据库 90
9.2 切换数据库 91
9.3 数据库键空间 93
9.4 设置键的生存时间或过期时间 99
9.5 过期键删除策略 107
9.6 Redis的过期键删除策略 108
9.7 AOF、RDB和复制功能对过期键的处理 111
9.8 数据库通知 113
9.9 重点回顾 117
第10章 RDB持久化 118
10.1 RDB 文件的创建与载入 119
10.2 自动间隔性保存 121
10.3 RDB 文件结构 125
10.4 分析RDB文件 133
10.5 重点回顾 137
10.6 参考资料 137
第11章 AOF持久化 138
11.1 AOF持久化的实现 139
11.2 AOF文件的载入与数据还原 142
11.3 AOF重写 143
11.4 重点回顾 150
第12章 事件 151
12.1 文件事件 151
12.2 时间事件 156
12.3 事件的调度与执行 159
12.4 重点回顾 161
12.5 参考资料 161
第13章 客户端 162
13.1 客户端属性 163
13.2 客户端的创建与关闭 172
13.3 重点回顾 174
第14章 服务器 176
14.1 命令请求的执行过程 176
14.2 serverCron函数 184
14.3 初始化服务器 192
14.4 重点回顾 196
第三部分 多机数据库的实现
第15章 复制 198
15.1 旧版复制功能的实现 199
15.2 旧版复制功能的缺陷 201
15.3 新版复制功能的实现 203
15.4 部分重同步的实现 204
15.5 PSYNC 命令的实现 209
15.6 复制的实现 211
15.7 心跳检测 216
15.8 重点回顾 218
第16章 Sentinel 219
16.1 启动并初始化Sentinel 220
16.2 获取主服务器信息 227
16.3 获取从服务器信息 229
16.4 向主服务器和从服务器发送信息 230
16.5 接收来自主服务器和从服务器的频道信息 231
16.6 检测主观下线状态 234
16.7 检查客观下线状态 236
16.8 选举领头Sentinel 238
16.9 故障转移 240
16.10 重点回顾 243
16.11 参考资料 244
第17章 集群 245
17.1 节点 245
17.2 槽指派 251
17.3 在集群中执行命令 258
17.4 重新分片 265
17.5 ASK错误 267
17.6 复制与故障转移 273
17.7 消息 281
17.8 重点回顾 288
第四部分 独立功能的实现
第18章 发布与订阅 290
18.1 频道的订阅与退订 292
18.2 模式的订阅与退订 295
18.3 发送消息 298
18.4 查看订阅信息 300
18.5 重点回顾 303
18.6 参考资料 304
第19章 事务 305
19.1 事务的实现 306
19.2 WATCH 命令的实现 310
19.3 事务的ACID 性质 314
19.4 重点回顾 319
19.5 参考资料 320
第20章 Lua脚本 321
20.1 创建并修改Lua 环境 322
20.2 Lua 环境协作组件 327
20.3 EVAL命令的实现 329
20.4 EVALSHA 命令的实现 332
20.5 脚本管理命令的实现 333
20.6 脚本复制 336
20.7 重点回顾 342
20.8 参考资料 343
第21章 排序 344
21.1 SORT <key> 命令的实现 345
21.2 ALPHA 选项的实现 347
21.3 ASC 选项和DESC 选项的实现 348
21.4 BY选项的实现 350
21.5 带有ALPHA 选项的BY 选项的实现 352
21.6 LIMIT 选项的实现 353
21.7 GET选项的实现 355
21.8 STORE 选项的实现 358
21.9 多个选项的执行顺序 359
21.10 重点回顾 361
第22章 二进制位数组 362
22.1 位数组的表示 363
22.2 GETBIT命令的实现 365
22.3 SETBIT 命令的实现 366
22.4 BITCOUNT 命令的实现 369
22.5 BITOP 命令的实现 376
22.6 重点回顾 377
22.7 参考资料 377
第23章 慢查询日志 378
23.1 慢查询记录的保存 380
23.2 慢查询日志的阅览和删除 382
23.3 添加新日志 383
23.4 重点回顾 385
第24章 监视器 386
24.1 成为监视器 387
24.2 向监视器发送命令信息 387
24.3 重点回顾 388
· · · · · · (收起)

读后感

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没有能力去一行一行的去阅读源码,只能拜托经典书籍,增加自己的能力。 不得不说,是一本好书。此书虽然没有讲太多的redis的使用,但从底层源码及结构上分析redis。 最棒的是,在很多地方的讲解会有数据结构的图示,真是一目了然。阅读起来真是毫不费力。 不过读此书最好具备一...  

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Redis 整体基于 Event-Loop 结构设计,可以说,是所有基于此模式的典范; 本书一个做得很好的地方,是有一个很清晰的脉络,从书的组织中,不难看出,Redis 大概可以分成 4 层: 1)基础数据结构层 2)Redis 对象结构层 3)Redis DB 层 4)Redis 服务器层 首先,对于基础数据结...  

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作为看过这本书网络旧版,以及读过redis源码的人,我认为这本书值得一读。与旧版相比,新版完全是重写了,添加了更多更详细的内容,可以看出作者的用心与诚意。而书中并没有简单的粘贴源码或者陷入代码级别的细节中,而是将源码中重要的逻辑和思想抽象出来,深入浅出做讲解。比...  

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第一时间入手,花了一个周末读完。总体来说很棒,比网站上的内容丰富了很多。 亮点: 1. 在源码层面,对Redis几乎所有特性都做了深入分析。 2. 每个章节都有很多生动的配图,便于理解。 3. 附带了注释版的Redis3.0源码,结合着看很爽。 挑刺: 1. 基本是讲原理,涉及实战经验较...  

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一直听说redis源码很简单,结构也简单。很好的新手入门书籍, 要是里面再有些实践方案就好了, 不过书名能看出人家不是干这个的. 学过大学数据结构的, 都能随便看懂的好书, 有些东西平常在网上找文档, 零零碎碎偶尔这看到一点, 那看到一点, 有一本书, 通篇浏览过去, 确...

用户评价

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如果要用一个词来形容这本书带给我的感受,那便是“结构性的震撼”。作者似乎拥有上帝视角,能够将看似分散的城市元素——从交通流线到公共绿地的生物多样性,从住房政策到社区文化遗产的保护——全部纳入一个严密的分析框架之中。这本书的图表设计和数据可视化达到了教科书级别的水准,那些复杂的系统动力学模型,被转化成了直观易懂的图形,极大地降低了理解门槛。其中关于城市韧性(Resilience)的部分,尤其值得深入研读。作者详细梳理了在面对气候突变或经济衰退时,不同城市结构所展现出的恢复能力差异,并提出了一套可操作的、面向未来的适应性策略。它不仅告诉你“应该做什么”,更重要的是,它解释了“为什么那些被普遍接受的做法可能在未来失效”,这种前瞻性和务实的结合,使这本书超越了纯粹的理论探讨,成为了一份实用的战略指南。

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这本书的叙事节奏把握得极佳,它不像那些枯燥的学术论文那样堆砌公式和晦涩术语,反倒像是一部引人入胜的纪实文学。作者似乎潜入了世界各地那些被视为“典范”的城市肌理之中,用非常生动的笔触记录了那些幕后的博弈、失败的尝试以及最终的突破。我特别欣赏作者在探讨社会结构对城市形态影响时的那种批判性思维。比如,它没有简单地赞美某些发达城市的公共交通系统,而是追溯了其背后复杂的政治妥协和历史遗留问题,揭示了即便在最光鲜亮丽的规划背后,也潜藏着被边缘化的群体和被牺牲的空间。阅读过程中,我常常会停下来,思考书中所描绘的那些场景与我所处的现实环境有何异同,这种强烈的代入感和反思性,是很多同类主题书籍所欠缺的。它成功地将冰冷的空间科学,注入了人文关怀的血液,让人读后久久不能平静。

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坦白说,这本书的文字密度相当高,初读时需要极大的专注力,但一旦进入作者构建的世界,那种满足感是无与伦比的。它的语言风格极其精准、克制,却又暗流涌动着对传统城市发展模式的深深忧虑。书中的核心论点围绕着“空间正义”展开,作者毫不留情地揭露了在城市扩张过程中,资源和优质环境如何被系统性地分配给特定阶层,而贫困和污染则被推向城市边缘。我尤其欣赏作者在不同文化语境下的对比分析,比如将欧洲的“紧凑型城市”模式与北美“摊大饼式”郊区化进行交叉比对,挖掘出深层次的文化基因差异。这本书的价值不在于提供现成的答案,而在于它提供了一套精密的“提问工具箱”,教会读者如何用更具批判性的眼光去审视我们身边的一草一木、一砖一瓦。对于任何致力于城市治理和社区营造的专业人士来说,这都是一本必不可少的案头参考书。

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这本书的书名是《Redis设计与实现》,但我要评价的是一本完全不同的书,假设它是一本关于现代城市规划与可持续发展的深度著作。 翻开这本书的扉页,我就被那种扑面而来的、对人类未来居住形态的深刻洞察力所吸引。作者似乎在用一种近乎哲学的笔触,勾勒出一幅宏伟的蓝图:如何在高密度、资源受限的现代都市中,找到平衡生态系统、社会公平与经济活力的黄金分割点。书中对“智慧城市”概念的解构尤其令人耳目一新,它没有停留在技术炫耀的层面,而是深入探讨了数据驱动决策如何真正服务于社区福祉,而非沦为少数科技巨头的工具。特别是关于“零碳社区”的案例分析部分,作者详尽地剖析了从能源网格的去中心化到雨水收集系统的微观设计,这种将宏大叙事与工程细节完美结合的能力,使得即便是对城市规划不甚了解的读者,也能清晰地理解其中蕴含的复杂逻辑和迫切需求。这本书仿佛是一剂清醒剂,让人开始重新审视我们脚下的街道、头顶的天际线,以及我们与自然界正在发生的微妙互动,强烈推荐给所有关心我们共同家园未来的人士。

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这本书的写作手法呈现出一种罕见的跨学科融合美学。它不仅是关于钢筋水泥和道路规划,更是关于社会学、人类学乃至生态伦理学的一次深刻对话。作者大量引用了经典文学作品和历史文献来佐证其关于“场所精神”(Genius Loci)的论断,使得阅读体验既有学术的严谨,又不失人文的温度。比如,它通过对一个中等城市功能区演变的十年追踪研究,展示了人类行为模式如何反过来重塑基础设施的预期功能。这种由小见大、由微观细节推导出宏观趋势的方法论,体现了作者深厚的功力和独到的视角。读完此书,我对“家园”这个概念有了全新的认识,它不再仅仅是一个地理坐标,而是一个不断被社会互动、环境压力和历史选择所塑造的动态生命体。这本书的深度和广度,远超出了我对一本“城市规划”书籍的初始期待,它更像是一部关于现代文明如何审视自身轨迹的史诗。

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写的很赞,比较深入介绍Redis的工作原理 ,对于运维的同学第8-21章一定要看。

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通俗易懂,速读一遍,了解下 redis 机制,之后有时间再深读

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无疑是全球最好的redis书,哨兵和Cluster那块目前啃不大动,回头再看

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媲美 scip,apue,unp,csapp,clrs,aocp

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终于看完了,有当年看 STL 源码剖析的感觉。redis 3.0 的集群设计其实很清楚,一个全联通的 p2p 网络。这比看看命令好多了。总体来说,的确非常喜欢 redis,设计和实现都很清晰,没有太多黑魔法,非常可控。

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