redis学习笔记（17）---RDB持久化

1、RDB文件

　　redis是一个基于内存的数据库，数据库中的所有数据都是保存在内存中的。
　　当进程退出时，内存中的数据库状态也会全部丢失。为了解决这个问题，redis提供了RDB持久化功能，RDB持久化可以将redis保存在内存中的数据存储到磁盘上，避免数据意外丢失。
　　通过该文件，可以还原RDB文件生成时的数据库状态。
　　

2、RDB文件的创建

　　有两个命令可以生成RDB文件：SAVE和BGSAVE。
　　其中SAVE命令会阻塞redis的服务器进程，直到RDB文件创建完毕为止。在阻塞过程中，server不能处理任何请求
　　而BGSAVE则会fork出一个子进程，然后子进程负责RDB文件的创建，父进程继续处理请求。

2.1、SAVE　　

　　SAVE命令最终由rdbSave()实现
　　1）首先创建rdb文件
　　2）调用rdbSaveRio()将全部数据库中全部的数据都写到rdb文件中
　　3）调用flush、sync、close将缓冲区全部刷新到文件中
　　4）将rdb文件命名为filename

int rdbSave(char *filename) {
    snprintf(tmpfile,256,"temp-%d.rdb", (int) getpid());
    fp = fopen(tmpfile,"w");// 1、创建文件

    rioInitWithFile(&rdb,fp);
    if (rdbSaveRio(&rdb,&error) == REDIS_ERR) {//2、写文件
        goto werr;
    }

    if (fflush(fp) == EOF) goto werr;  //3、刷新buffer
    if (fsync(fileno(fp)) == -1) goto werr;
    if (fclose(fp) == EOF) goto werr;

    if (rename(tmpfile,filename) == -1) {  //4、重命名
        return REDIS_ERR;
    }
    return REDIS_OK;
werr:
    return REDIS_ERR;
}

2.2、BGSAVE

　　BGSAVE命令的实现如下：
　　1）调用fork，创建子进程
　　2）子进程调用rdbSave，相当于执行SAVE命令
　　3）父进程返回继续处理请求

int rdbSaveBackground(char *filename) {
    if ((childpid = fork()) == 0) {  //fork子进程
        /* Child */
        closeListeningSockets(0);  //关闭监听socket
        redisSetProcTitle("redis-rdb-bgsave"); 
        retval = rdbSave(filename);  //完成save操作
        exitFromChild((retval == REDIS_OK) ? 0 : 1);
    } else {
        /* Parent */
        if (childpid == -1) {
            return REDIS_ERR;
        }
        updateDictResizePolicy();
        return REDIS_OK;
    }
    return REDIS_OK; /* unreached */
}

　　当BGSAVE命令正在执行时，client端发送的SAVE、BGSAVE命令都会被server拒绝，避免产生竞争。
　　同时，当BGSAVE命令正在执行时，BGREWRITEAOF命令会被延迟到BGSAVE执行完后执行。但是如果正在执行BGREWRITEAOF时，BGSAVE命令会被拒绝

2.3、服务器自动周期性保存

　　除了通过client发送SAVE、BGSAVE命令，来让server执行保存操作外，还可以通过配置服务器的save选项，让server每隔一定时间自动执行一次BGSAVE命令。
　　
　　

3、设置保存条件

　　在redisServer结构中，通过变量saveparams可以保存所有的save选项　　

struct redisServer {
    ......
    struct saveparam *saveparams;   /* Save points array for RDB */
    int saveparamslen;   
    long long dirty;   /* Changes to DB from the last save */
    time_t lastsave;   /* Unix time of last successful save */              
    ......
 };
 struct saveparam {
    time_t seconds;  //秒数
    int changes;     //修改数
};

　　然后在serverCron()函数中
　　1）遍历参数表
　　2）将每个参数与server中保存的dirty数和lastsave时间戳进行比较
　　3）根据条件判断是否需要执行 rdbSaveBackground()完成保存操作

int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData) {
    /* ......   */ 
    /* 判断是否正在执行BGSAVE或BGREWRITEAOF命令 */
    if (server.rdb_child_pid != -1 || server.aof_child_pid != -1) {        

    } else {
        /* 没有在执行BGSAVE等命令时 */
         for (j = 0; j < server.saveparamslen; j++) {  
            struct saveparam *sp = server.saveparams+j;

            //遍历参数表，若满足条件，则执行rdbSaveBackground
            if (server.dirty >= sp->changes && server.unixtime-server.lastsave > sp->seconds &&
                (server.unixtime-server.lastbgsave_try >REDIS_BGSAVE_RETRY_DELAY ||server.lastbgsave_status == REDIS_OK))
            {
                rdbSaveBackground(server.rdb_filename);
                break;
            }
         }
    /*  ......  */
}

4、RDB文件结构

　　RDB文件的结构如下图所示：
　　
　　

1. REDIS：为”REDIS” 5个字符，用于判断文件是否为RDB文件
2. db_version：4字节，记录RDB文件的版本号，如0006表示第6版
3. databases：包含0个或多个数据库，及其中所有的key-value对数据
4. EOF：1字节，标志RDB文件正文内容的结束
5. check_sum：8字节，由前面4部分的所有数据计算得到

4.1、databases部分：

　　databases部分包含0个或多个数据库的内容，其中每个database的结构如下
　　

1. SELECTDB：1字节，标志后面为数据库ID
2. db_number：数据库ID，可以为1、 2 、5字节
3. key-value pairs：数据库中所有的key-value对数据
　　

本文所引用的源码全部来自Redis3.0.7版本

redis学习参考资料：
https://github.com/huangz1990/redis-3.0-annotated
Redis 设计与实现（第二版）