Redis(设计与实现):22---RDB持久化之RDB文件的创建与载入（SAVE命令、BGSAVE命令、rdbSave函数、rdbLoad函数）

数据库状态

• Redis是一个键值对数据库服务器，服务器中通常包含着任意个非空数据库，而每个非空数据库中又可以包含任意个键值对，为了方便起见，我们将服务器中的非空数据库以及它们的键值对统称为数据库状态

一、RDB持久化介绍

• 因为Redis是内存数据库，它将自己的数据库状态储存在内存里面，所以如果不想办法将储存在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，那么一旦服务器进程退出，服务器中的数据库状态也会消失不见
• 为了解决这个问题，Redis提供了RDB持久化功能，这个功能可以将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，避免数据意外丢失
• RDB持久化既可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行，该功能可以将某个时间点上的数据库状态保存到一个RDB文件中，如下图所示：

• RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成RDB文件时的数据库状态，如下图所示：

二、RDB文件的创建（SAVE、BGSAVE）

• 有两个Redis命令可以用于生成RDB文件，一个是SAVE，另一个是BGSAVE
  • SAVE：SAVE命令会阻塞Redis服务器进程，直到RDB文件创建完毕为止，在服务器进程阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求
  • BGSAVE：和SAVE命令直接阻塞服务器进程的做法不同，BGSAVE命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求

SAVE命令执行时服务器的状态

• 当SAVE命令执行时，Redis服务器会被阻塞，所以当SAVE命令正在执行时，客户端发送的所有命令请求都会被拒绝
• 只有在服务器执行完SAVE命令、重新开始接受命令请求之后，客户端发送的命令才会 被处理

BGSAVE命令执行时服务器的状态

• 因为BGSAVE命令的保存工作是由子进程执行的，所以在子进程创建RDB文件的过程中，服务器仍然可以继续处理客户端的命令请求，但在BGSAVE命令执行期间，服务器处理SAVE、BGSAVE、BGREWRITEAOF三个命令的方式会和平时有所不同
• 特点如下：
  • ①在BGSAVE命令执行期间，客户端发送的SAVE命令会被服务器拒绝，服务器禁止 SAVE命令和BGSAVE命令同时执行是为了避免父进程（服务器进程）和子进程同时执行两个 rdbSave调用，防止产生竞争条件
  • ②在BGSAVE命令执行期间，客户端发送的BGSAVE命令会被服务器拒绝，因为同 时执行两个BGSAVE命令也会产生竞争条件
  • ③BGREWRITEAOF和BGSAVE两个命令不能同时执行：
    • 如果BGSAVE命令正在执行，那么客户端发送的BGREWRITEAOF命令会被延迟到 BGSAVE命令执行完毕之后执行
    • 如果BGREWRITEAOF命令正在执行，那么客户端发送的BGSAVE命令会被服务器拒 绝
• 因为BGREWRITEAOF和BGSAVE两个命令的实际工作都由子进程执行，所以这两个命令在操作方面并没有什么冲突的地方，不能同时执行它们只是一个性能方面的考虑——并发出两个子进程，并且这两个子进程都同时执行大量的磁盘写入操作，这怎么想都不会是一个好主意

rdbSave函数

• 创建RDB文件的实际工作由rdb.c/rdbSave函数完成，SAVE命令和BGSAVE命令会以不同的方式调用这个函数。以下伪代码可以明显地看出这两个命令之间的区别：

def SAVE():
    # 创建RDB 文件
    rdbSave()

def BGSAVE():
    # 创建子进程
    pid = fork()

    if pid == 0:
        # 子进程负责创建RDB 文件
        rdbSave()
        # 完成之后向父进程发送信号
        signal_parent()
    elif pid > 0:
        # 父进程继续处理命令请求，并通过轮询等待子进程的信号
        handle_request_and_wait_signal()
    else:
        # 处理出错情况
        handle_fork_error()

三、RDB文件的载入

• RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的，所以Redis并没有专门用于载入RDB文件的命令，只要Redis服务器在启动时检测到RDB文件存在，它就会自动载入RDB文件

RDB文件载入时服务器的状态

• 服务器在载入RDB文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入工作完成为止

• 以下是Redis服务器启动时打印的日志记录，其中第二条日志DB loaded from disk:...就是服务器在成功载入RDB文件之后打印的：

• AOF持久化对RDB持久化的影响：
  • 如果服务器开启了AOF持久化功能，那么服务器会优先使用AOF文件来还原数据库状 态，那么就不会使用RDB文件了
  • 只有在AOF持久化功能处于关闭状态时，服务器才会使用RDB文件来还原数据库状态
• 服务器判断该用AOF文件文件还是RDB文件来还原数据库状态的流程如下图所示：

• 载入RDB文件的实际工作由rdb.c/rdbLoad函数完成，这个函数和rdbSave函数之间的关系可以如下图所示：