《Redis设计与实现》笔记——RDB持久化

RDB持久化：

• rdb持久化可以把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。
• redis在需要时可以将数据库状态保存为RDB文件，也可以将RDB文件还原为数据库状态。

1. RDB文件的创建与载入

• SAVE 和BGSAVE 都可以生成RDB文件

  • save：会阻塞Redis的服务器进程，知道RDB文件创建完毕，阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求，客户端发送的所有命令请求都会被拒绝。

  • bgsave：派生出子进程，由子进程负责创建RDB文件，父进程继续处理命令请求。bgsave命令执行期间：

    • 客户端发送的save命令会被拒绝。（save和bgsave不能同时进行，为了避免父子进程同时执行两个rdbSave调用，防止产生竞争条件）

    • 客户端发送的bgsave也会被拒绝。同时执行两个bgsave命令也会产生竞争条件

    • 客户端发送的bgrewriteaop不能和bgsave同时执行。

      • 如果bgsave正在执行，那么bgrewriteaop会被延迟到bgsave命令执行完毕后执行。
      • 如果bgrewriteaop正在执行，那么bgsave会被服务器拒绝。

      因为这两个命令都是由子进程执行，在操作上没有冲突的地方，但是因为两个子进程如果同时执行，就会有大量的磁盘写入操作，不可取。

• 创建RDB文件 ： 创建的工作由rdbSave函数完成。save和bgsave会以不用的方式调用这个函数。

• rdb文件的载入 ： 是在服务器启动时自动执行的，所以redis中没有载入rdb文件的命令，只要redis服务器在启动时检测到rdb文件存在，就会自动载入rdb文件。载入RDB的工作由rdbLoad 函数完成。服务器载入RDB文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入完成为止。
  

• AOF文件的更新频率比RDB文件的更新频率高，

  • 如果服务器开启了AOF持久化，服务器会优先使用AOF来还原数据库状态
  • 只有AOF持久化功能关闭，服务器才会使用RDB来还原数据库状态

2. 自动间隔性保存

• 因为bgsave不会阻塞服务器，所以redis允许让服务器每隔一段时间自动执行一次bgsave命令。用户可以设置多个保存条件，只要其中一个被满足，服务器就会执行bgsave。

• 设置保存条件：用户可以通过配置文件或者传入启动参数的方法设置save选项，如果用户没有设置save选项，服务器会采用默认条件：

  save 900 1 : 90s内至少对数据库修改1次
  save 300 10 : 300s内至少对数据库修改10次
  save 60 10000 ：60s内至少对数据库修改10000次
  

  接着，根据save选项，设置redisServer的saveparams属性。saveparams是一个数组，数组中的每个元素都是一个saveparams结构，每个saveparams结构都保存了一个save选项设置的保存条件，比如默认条件的数组：
  

• dirty计数器和lastsave属性：

  • dirty计数器：记录距离上一次成功执行save命令或者bgsave命令后，服务器对数据库进行了多少次修改。比如，向一个集合键增加三个新元素，dirty的值增加3.

    sadd database redis mongoDB mariaDB
    

  • lastsave：是个Unix时间戳，记录了服务器上一次成功执行save或者bgsave命令的时间。

• 检查保存条件是否满足

  • 周期操作函数serverCron默认每隔100ms就会执行一次，函数其中一项任务就是检查save选项所设置的条件是否已经满足，如果满足，就执行bgsave。

3. RDB文件结构

• 文件结构如下：全大写：常量，全小写：变量和数据
  

• 文件最开头的5个字节，保存“REDIS”, 程序在载入文件时，可以快速检查所载入的文件是否是RDB文件。

• db_version：4字节，整数，记录rdb文件的版本号，比如“0006”代表RDB文件的版本为第六版。

• database：包含0个或者任意多个数据库，以及数据库中的键值对数据。如果所有数据库都是空的，那么这个部分也是空的，长度为0字节。如果数据库有值，这个部分也非空，根据数据库所保存键值对的数量、类型和内容不同，这部分的长度也会有所不同。

• EOF：EOF常量的长度为1字节，标志RDB文件正文内容的介绍，读入到这个值时，就知道所有键值对都已经载入完毕了。

• check_sum：8字节长的无符号整数，保存校验和，校验和通过对前四个部分的内容进行计算得出的。服务器载入RDB文件时，会将载入数据计算出的校验和和check_sum所记录的校验和进行对比，以此来检查rdb文件是否出错或者损坏。

• 举个栗子：
  

• database部分：database部分可以保存任意多个非空数据库。举个栗子：
  
  每个非空数据库在RDB中都保存为：SELECTDB、db_number、key_value_paris

  • SELECTDB: 1字节，当读入程序遇到这个值时，就知道接下来要读入的是一个数据库号码
  • db_number：数据库号码，根据号码的不同，长度也不同，1字节、2字节、5字节。当读入这部分之后服务器就调用select，进行数据库切换。
  • key_value_paris：保存数据库中的所有键值对数据，如果键值对带有过期时间，那么过期时间也会和键值对保存在一起。
    

• key_value_paris部分：

  • rdb中每个key_value_paris部分都保存了一个或以上数量的键值对，如果键值对带有过期时间，也会一起保存在内。

  • 不带过期时间的键值对由type、key、value组成。

    • type：记录了value的类型，1字节
    • key：键，编码方式：redis_rdb_type_string

  • 带过期时间的键值对：expiretime_ms、ms、type、key、value

    • expiretime_ms：1字节，告知读入程序，接下来要读入的是一个以毫秒级为单位的过期时间
    • ms：8字节长的带符号整数，一个以毫秒为单位的Unix时间戳，就是键值对的过期时间。

  • 举个栗子：
    

• value的编码：

  • 字符串对象：P144

4. 分析RDB文件 （看看就行）