[Redis][10][RDB持久化]

1. 第 10 章 RDB持久化
   1. 10.1 RDB文件的创建与载入
   2. 10.2 自动间隔性保存
      1. 10.2.1 设置保存条件
      2. 10.2.2 检查保存条件是否满足
   3. 10.3 RDB文件结构
      1. 10.3.1 databases部分
      2. 10.3.2 key_value_pairs部分
      3. 10.3.3 value的编码
      4. 10.3.4 分析RDB文件

第 10 章 RDB持久化

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的键值对统称为数据库状态。

一个数据库状态如下图所示

Redis是内存数据库，它将自己的数据库状态储存在内存里面，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

10.1 RDB文件的创建与载入

RDB文件的创建命令有两个

• 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

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。

值得一提的是，因为AOF文件的更新频率更快，所以通常优先使用AOF文件来还原数据库状态，当没有开启AOF功能时，才使用RDB文件，判断流程如下

此外

• 当运行SAVE时，会阻塞所有命令
• 当运行BGSAVE时，SAVE和BGSAVE命令会被服务器拒绝；BGREWRITEAOF命令会被服务器阻塞，直到BGSAVE完成；其他命令则由父进程正常处理
• 当载入RDB文件时，会阻塞所有命令

10.2 自动间隔性保存

Redis允许用户通过设置服务器配置的save选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次BGSAVE命令。
用户可以通过save选项设置多个保存条件，但只要其中任意一个条件被满足，服务器就会执行BGSAVE命令。

例如条件如下

save 900 1
save 300 10

这两个条件的解释是

• 若服务器在900秒内，对数据库进行了1次修改，则执行BGSAVE
• 若服务器在300秒内，对数据库进行了10次修改，则执行BGSAVE

10.2.1 设置保存条件

运行时，通过配置文件或者传入参数设置的保存条件会被加载到redisServer结构的saveParams属性中，结构如下图

此外，服务器状态还维持着一个dirty计数器，以及一个lastsave属性

• dirty计数器记录距离上一次成功保存之后，服务器对数据库状态进行了多少次修改。
• lastsave属性是一个UNIX时间戳，记录了服务器上一次成功保存的时间。

10.2.2 检查保存条件是否满足

Redis的服务器周期性操作函数serverCron默认每隔100毫秒就会执行一次，该函数用于对正在运行的服务器进行维护，它的其中一项工作就是检查save选项所设置的保存条件是否已经满足，如果满足的话，就执行BGSAVE命令

下面的伪代码展示了serverCron函数检查保存条件的过程

def serverCron():
    # ...

    # 遍历所有保存条件
    for saveparam in server.saveparams:

        # 计算距离上次执行保存操作有多少秒
        save_interval = unixtime_now() - server.lastsave

        # 如果数据库状态的修改次数超过条件所设置的次数
        # 并且距离上次保存的时间超过了条件所设置的时间
        # 就执行保存操作
        if server.dirty >= saveparam.changes and save_interval > saveparam.seconds:
            BGSAVE()

    # ...

10.3 RDB文件结构

一个完整的RDB文件包含下图所示的部分

• 最开头是五个字符"REDIS"，占5字节，用来标记这个文件是RDB文件
• db_version长度为4字节，记录这个文件的版本号
• databases部分包含了某个时间的数据库状态，也就是说它是数据部分
• EOF是终止符，表示databases部分的结束，占1字节
• check_sum是一个校验和，占8字节

10.3.1 databases部分

一个RDB文件的databases部分包含多个非空数据库，按顺序存储

每个非空数据库被保存为三部分

• SELECTDB占1字节，当程序读到这个字节，它就直到下面要读的是一个数据库号码
• db_numbers保存着一个数据库号码，载入程序读取后，会调用SELECT命令切换到指定数据库，然后再加载键值对
• key_value_pairs实际保存了数据库中的所有键值对数据，如果键值对有过期时间，也会保存在一起

一个完整的RDB结构如下所示，假设0号和3号数据库是非空数据库

10.3.2 key_value_pairs部分

每个key_value_pair结构如下

• EXPIRETIME_MS表示接下来要读的是一个时间戳
• ms保存了过期时间，占8字节
• TYPE保存了键值对的类型，对于不同的类型，RDB采用了不同的存储方式
• key实际保存键对象
• value实际保存了值对象

例如下图

10.3.3 value的编码

不同类型的值对象在RDB文件中的保存结构不同，这里不展开介绍，但是对于intset和实际编码为ziplist的对象，都会被转化为字符串对象再存储。

10.3.4 分析RDB文件

可以使用Redis自带的RDB文件检查工具redis-check-dump来检查RDB文件