Redis设计与实现RDB持久化

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

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众所周知Redis是一个内存数据库，因此一旦断电数据便会丢失，为了避免这种糟糕的体验，Redis提供了两种将数据写到磁盘的持久化技术，分别是RDB和AOF。

先说说RDB的一些工作方式和实现原理：

触发方式

RDB有SAVE和BGSAVE两种手动触发方式，还有一种通过配置redis.conf中的save项，自动执行BGSAVE，它们最终都是调用rdbsave函数。

手动方式

RDB可以通过显示执行SAVE、BGSAVE命令完成数据持久化，两者的区别是：

  • SAVE命令是服务器进程调用RDB对应的函数，会阻塞请求

  • BGSAVE是服务器进程FORK一个子进程，只有FORK的时候会阻塞，真正RDB过程是不会阻塞请求的

因此生产环境中禁止使用SAVE命令，避免出现严重生产事故。

 

另外：

BGSAVE 的RDB操作在执行期间，会拒绝其他的SAVE BGSAVE命令，会延迟BGREWRITEAOF命令

反过来，如果BGREWRITEAOF执行期间，会拒绝其他所有的命令

 

自动方式

除手动触发以外，还可以通过由服务器根据扫描redis.conf中配置的rdb持久化条件完成数据持久化。比如：

# Redis 默认配置内容：
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

默认Redis是开启了自动触发BGSAVE的，但是可以通过如下方式关闭：

  • 注释掉所有的save配置项

  • 或者配置save ""

实现原理

先看RedisServer的定义

typedef struct redisServer{
//其他属性
​
//数据库，一个数组，默认是16个
redisDb *db;
//上次save或者bgsave成功之后被修改的次数
long dirty;
//最后一次save时间戳
time_t lastsave;
​
//其他属性
}

结合数据结构定义可以想到Redis服务器进程会周期性(100毫秒)的调用某一个函数(serverCron)，使用dirty和lastsave与配置项进行匹配，任何一个配置项被匹配成功就会执行BGSAVE命令

RDB函数rdbSave

首先打开一个临时文件， 调用 rdbSaveRio函数，将当前 Redis 的内存信息写入到这个临时文件中， 接着调用 fflush、fsync 和 fclose 接口将文件写入磁盘中， 使用 rename 将临时文件改名为 正式的 RDB 文件， 最后记录 dirty 和 lastsave等状态信息。这些状态信息在 serverCron时会使用到

RDB文件结构

databases：数据库，里面是有值的所有数据库，比如SELECTDB 0,SELECTDB1

pairs：键值对，分为带过期时间与不带过期时间的，结构有所不同

Type：分别对应5种数据类型

key：键

value：值，因为不同数据类型的数据结构不一样，因此存储方式也不会相同。就好比压缩列表是好几种数据类型的底层数据结构实现之一，具体在压缩列表中的存放方式都有自己的规则。

该文件结构有点过时了，新的长这样子，摘抄自：[Redis RDB 持久化详解]

新文件结构写入大致步骤：

  • 先写入 REDIS 魔法值，然后是 RDB 文件的版本( rdb_version )，额外辅助信息 ( aux )。辅助信息中包含了 Redis 的版本，内存占用和复制库( repl-id )和偏移量( repl-offset )等。

  • 然后 rdbSaveRio 会遍历当前 Redis 的所有数据库，将数据库的信息依次写入。先写入 RDB_OPCODE_SELECTDB识别码和数据库编号，接着写入RDB_OPCODE_RESIZEDB识别码和数据库键值数量和待失效键值数量，最后会遍历所有的键值，依次写入。

  • 在写入键值时，当该键值有失效时间时，会先写入RDB_OPCODE_EXPIRETIME_MS识别码和失效时间，然后写入键值类型的识别码，最后再写入键和值。

  • 写完数据库信息后，还会把 Lua 相关的信息写入，最后再写入 RDB_OPCODE_EOF结束符识别码和校验值

Redis启动时恢复数据流程

服务器在启动时候会检查AOF持久化是否开启了，如果开启了，则使用AOF恢复数据，否则使用RDB恢复数据。。。。通常两种方式都开启，确保万无一失

以上是 Redis设计与实现RDB持久化 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/512377.html

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