我想將開源軟件Redis的主程序和附屬程序遷移到Windows平臺，目前它只能在Linux上運行，讓它可以在Windows 11和Windows Server 2025上運行，這需要考慮Linux操作系統和Windows操作系統的差異，請列舉出將Redis在Linux系統上運行的GCC的C++代碼修改為在Windows系統上運行的GCC的C++代碼需要修改的功能點和所在的模塊以及具體函數的實現，并列舉出這些修改代碼對應的單元測試、集成測試、系統測試和驗收測試的測試用例以及測試步驟和測試策略。

將 Redis 從 Linux 遷移到 Windows 平臺需要處理操作系統差異，以下是關鍵修改點、測試策略和測試用例的詳細方案：
通過以下修改和分層測試策略，可確保 Redis 在 Windows 11/Server 2025 達到生產級穩定性。

一、核心功能修改點及實現

1. 文件系統模塊

• 修改點：路徑分隔符轉換（/ → \），大小寫不敏感處理
• 文件：src/sds.c, src/config.c
• 實現：

  // 路徑規范化函數
  char *normalizePath(char *path) {#ifdef _WIN32for (char *p = path; *p; p++) {if (*p == '/') *p = '\\';}return _strlwr(path); // 轉為小寫#elsereturn path;#endif
  }
  

2. 網絡模塊

• 修改點：Winsock 初始化 & 非阻塞套接字
• 文件：src/ae.c, src/anet.c
• 實現：

  // Windows 網絡初始化
  #ifdef _WIN32
  WSADATA wsaData;
  WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
  #endif// 非阻塞套接字設置
  int anetNonBlock(char *err, int fd) {#ifdef _WIN32u_long mode = 1;if (ioctlsocket(fd, FIONBIO, &mode) == SOCKET_ERROR) {return ANET_ERR;}#else// Linux 原有實現#endif
  }
  

3. 進程控制模塊

• 修改點：替換 fork() 為 Windows 進程 API
• 文件：src/rdb.c (RDB 持久化), src/aof.c (AOF 重寫)
• 實現：

  #ifdef _WIN32
  BOOL createChildProcess(/* 參數 */) {STARTUPINFO si = { sizeof(si) };PROCESS_INFORMATION pi;CreateProcessA("redis-child.exe", /* 命令行 */, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, &si, &pi);// 共享內存區域傳遞數據
  }
  #endif
  

4. 內存映射模塊

• 修改點：mmap() → CreateFileMapping()
• 文件：src/zmalloc.c
• 實現：

  void *zmalloc(size_t size) {#ifdef _WIN32HANDLE hMap = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, PAGE_READWRITE, 0, size, NULL);return MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, size);#else// Linux 原有實現#endif
  }
  

5. 信號處理模塊

• 修改點：替換 Unix 信號為 Windows 事件
• 文件：src/server.c
• 實現：

  #ifdef _WIN32
  BOOL WINAPI ConsoleHandler(DWORD event) {if (event == CTRL_C_EVENT) {serverShutdown(); // 自定義關閉邏輯return TRUE;}return FALSE;
  }
  SetConsoleCtrlHandler(ConsoleHandler, TRUE);
  #endif
  

6. 線程同步模塊

• 修改點：pthread → Windows 線程 API
• 文件：src/bio.c (后臺 I/O 線程)
• 實現：

  #ifdef _WIN32
  HANDLE threads[BIO_NUM_OPS];
  for (int j = 0; j < BIO_NUM_OPS; j++) {threads[j] = CreateThread(NULL, 0, bioProcessBackgroundJobs, NULL, 0, NULL);
  }
  #endif
  

---

二、測試策略與用例

1. 單元測試

• 目標：驗證修改后的獨立模塊功能
• 用例示例：
  • 路徑規范化測試
    • 輸入："C:/Redis/DATA"
    • 預期輸出："c:\\redis\\data"
  • 非阻塞套接字測試
    • 步驟：創建套接字 → 設置非阻塞 → 接收空數據
    • 預期：立即返回錯誤碼 WSAEWOULDBLOCK

2. 集成測試

• 目標：驗證模塊間協作
• 用例示例：
  • RDB 持久化流程
    • 步驟：
      1. 執行 SAVE 命令觸發持久化
      2. 檢查子進程創建是否成功
      3. 驗證生成的 dump.rdb 文件數據一致性
    • 預期：數據完整寫入，主進程不阻塞
  • 網絡事件循環
    • 步驟：
      1. 啟動 10 個客戶端并發連接
      2. 發送 PING/PONG 命令
      3. 隨機斷開部分連接
    • 預期：無連接泄漏，響應正確

3. 系統測試

• 目標：驗證整體系統行為
• 用例示例：
  • Windows 服務化運行
    • 步驟：
      1. 注冊為 Windows 服務
      2. 通過 SCM 啟動/停止服務
      3. 檢查事件日志輸出
    • 預期：服務狀態轉換正常，無資源泄漏
  • 高負載壓力測試
    • 工具：redis-benchmark -n 1000000 -c 100
    • 監控：內存/CPU 使用率、網絡吞吐量
    • 預期：性能指標在 Linux 版本的 80% 以上

4. 驗收測試

• 目標：驗證生產環境可用性
• 用例示例：
  • 跨平臺數據兼容性
    • 步驟：
      1. 在 Linux 生成 RDB/AOF 文件
      2. 復制到 Windows 加載
      3. 執行 KEYS * 驗證數據完整性
    • 預期：數據 100% 一致
  • 故障恢復測試
    • 步驟：
      1. 強制殺死 Redis 進程
      2. 重啟后檢查 AOF 日志重放
      3. 驗證最后 10 條寫入數據是否存在
    • 預期：數據恢復無丟失

---

三、關鍵測試工具

1. Windows 原生測試框架
   • CTest + CMake 驅動單元測試
   • PowerShell 腳本自動化服務控制測試
2. 網絡模擬工具
   • clumsy (模擬網絡延遲/丟包)
   • Wireshark 抓包分析
3. 性能分析工具
   • Windows Performance Analyzer (WPA)
   • RedisInsight 監控實時指標

---

四、風險緩解策略

1. fork() 替代方案驗證
   • 方案 A：使用 CreateProcess + 共享內存
   • 方案 B：改用線程池 + 寫時復制（COW）模擬
   • 測試：對比 10GB 數據集 RDB 生成時間
2. 異步 I/O 性能優化
   • 將 select() 替換為 IOCP (Completion Ports)
   • 測試工具：redis-benchmark --threads 8
3. 內存分配器切換
   • 測試 jemalloc vs Windows CRT allocator 碎片率

最終交付物：

• Windows 平臺專用分支代碼庫
• 自動化測試套件（GitHub Actions + Azure VM）
• 《Windows 部署手冊》含性能調優指南