Redis的写时复制（Copy On Write），你真的了解么？

首先，我们都知道 Redis 可以做一个纯内存的键值存储系统，但是我们也会用到它的持久化功能，RDB 和 AOF 就是 Redis 为我们提供的两种持久化工具：RDB做镜像全量持久化，AOF做增量持久化

RDB:指定的时间间隔内将内存的数据集快照写入磁盘

Redis 的配置文件可以对快照的间隔进行设置，Redis 客户端还同时提供SAVE 和 BGSAVE两个命令来生成 RDB 存储文件
1：SAVE 命令在执行时会直接阻塞当前的线程
2：BGSAVE 命令时，Redis 会立刻 fork 出一个子进程，子进程做数据备份操作，主进程继续对外提供服务，所有Redis服务不会阻塞

Redis fork的实现？

Redis中执行BGSAVE命令生成RDB文件时，本质就是调用Linux中的fork()命令，Linux下的fork()系统调用实现了copy-on-write写时复制

fork()和exec()函数了解
exec()并不是一个特定的函数, 它是一组函数的统称, 它包括了execl()、execlp()、execv()、execle()、execve()、execvp()
fork是类Unix操作系统上创建进程的主要方法。fork用于创建子进程(等同于当前进程的副本)

Copy On Write 机制:

在fork出子进程后，与父进程共享内存空间，两者只是虚拟空间不同，但是其对应的物理空间是同一个【减少对物理内存的消耗】； 只有在父进程发生写操作修改内存数据时，才会真正去分配内存空间，并复制内存数据，而且也只是复制被修改的内存页中的数据，并不是全部内存数据

传统的普通进程复制，会直接将父进程的数据拷贝到子进程中，拷贝完成后，父进程和子进程之间的数据段和堆栈是相互独立的

linux 内存页大小为 4KB

Linux中CopyOnWrite实现原理

fork()之后，kernel把父进程中所有的内存页的权限都设为read-only,然后子进程的地址空间指向父进程。当父子进程都只读内存时，相安无事。当其中的某个进程写内存时，CPU硬件检测到内存页是read-only的，于是触发页异常中断（page-fault）,陷入kernel的一个中断例程。中断例程中，kernel就会把触发的异常的页复制一份，于是父子进程各自持有独立的一份。

CopyOnWrite的好处：

1:减少分配和复制资源时带来的瞬时延迟；

2:减少不必要的资源分配；

CopyOnWrite的缺点：

1：如果父子进程都需要进行大量的写操作，会产生大量的分页错误（页异常中断page-fault）

写时复制，多更改条件下，内存被大量复制，重写完成后，数据如何释放？

本质来说，这是一个进程的内存资源管理问题：

• 内核提供的写时复制机制避免了大量内存拷贝以及占用过多内存

• 子进程fork操作只是拷贝了父进程的页表数据，当fork完成后，对于一个父进程引用的内存页，其引用值从1变成2.

• 当父进程进行写操作时，会申请一份新的内存页，并从原内存页copy所有数据，之后父进程就在新的内存页上进行操作。而原内存页就变成了子进程的专属内存页，引用值变成了1

• 子进程重写完成并退出后，内核会对资源进行回收，包括占用的内存资源

• 回收：对于页表来说，是进程专属，直接清理即可；而关联的内存页会将其引用值减1，如果引用值变成了0，该内存页就会被回收

• 也就是复制之前的页（原内存页），变成了子进程的专属页，当子进程结束后就会被回收掉