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第 10 章 RDB 持久化

数据库状态：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

Redis 提供 RDB 持久化功能，将内存中的数据库状态保存到磁盘中，避免数据意外丢失

RDB 文件是一个经过压缩的二进制文件，还可以通过该文件还原生成 RDB 文件时的数据库状态

10.1 RDB 文件的创建与载入

SAVE、BGSAVE命令生成 RDB 文件

SAVE 命令会阻塞 Redis 服务器进程，直到文件创建完毕，阻塞期间无法处理任何请求

BGSAVE 命令会派生子进程，由子进程负责创建 RDB 文件，服务器父进程继续处理命令请求

创建 RDB 文件的实际工作由 rdb.c/rdbSave 完成，两个命令会以不同的方式调用此函数

RDB 文件的载入工作在服务器启动时自动执行的，只要检测到 RDB 文件存在，自动载入 RDB 文件

AOF文件更新频率通常比 RDB 文件的更新频率高，所以：

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

10.1.1 SAVE 命令执行时的服务器状态

阻塞，只有命令执行完成后客户端的命令才会被处理

10.1.2 BGSAVE 命令执行时的服务器状态

服务器可以继续处理命令请求，但有些区别

• SAVE 命令被拒绝
• BGSAVE 命令也被拒绝
• BGREWRITEAOF 不能同时执行
  • BGSAVE 在执行，被延迟到前者完成后
  • 正在执行，BGSAVE 被拒绝
  • 性能方面考虑，两个子进程同时执行大量写入操作

10.1.3 RDB 文件载入时服务器的状态

阻塞

10.2 自动间隔性保存

设置服务器配置 save 选项，让服务器妹隔一段时间自动执行一次BGSAVE 选项

save 900 1
save 300 10
save 60 10000

在 900 s 内，对数据库进行了至少一次修改

同理

三个条件满足一个，BGSAVE 命令就会执行

10.2.1 设置保存条件

save 900 1
save 300 10
save 60 10000

以上为默认设置，如果没有指定配置参数或者传入启动参数方式

服务器会根据 save 选项设置 redisServer.saveparams 属性

默认情况如下：

10.2.2 dirty 计数器和 lastsave 属性

• dirty计数器
  • 记录距离上一次执行 SAVE 命令或者 BGSAVE 命令之后服务器对数据库进行了多少次修改
• lastsave
  • UNIX 时间戳
    • 记录了服务器上一次成功执行 SAVE 命令或 BGSAVE 命令的时间

服务器成功执行一次数据库修改命令之后就对 dirty 计数器进行更新

10.2.3 检查保存条件是否满足

serverCron 默认每隔 100 ms 执行一次，对运行的服务器维护，其中一项工作就是检查设置的保存条件是否满足，是则执行 BGSAVE 命令

10.3 RDB 文件结构

完整的 RDB 文件结构如下：

常量：全大写单词

变量和数据：全小写单词

• REDIS：5 字节，保存 “REDIS” 5 个字符，方便程序快速分辨为 RDB 文件

RDB 为二进制数据，“REDIS” 保存的不是 c 字符串

• db_version：4 字节，为字符串表示的常数， REB 版本号

• database

  • 零个或多个数据库，以及数据库中的键值对数据

  • 如果数据库状态为空，此处也为空，长度 0 字节

  • 数据库状态非空，根据情况不同，长度不同

• EOF：常量，1 字节，标志 RDB 文件正文内容结束，即所有数据库所有键值对载入完成

• check_num：8 字节无符号整数，校验和，通过前四个部分计算而来，载入时计算是否与之相同验证文件是否损坏

10.3.1 database 部分

database 可以保存任意多个非空数据库

假设 0 号、3 号数据库非空， RDB 文件如图，database 代表 0 号数据库中的所有键值对

database 0 又可以再细分

• SELECTDB：1 字节，表明接下来读入的是数据库号码

• db_number：数据库号码，可以为1 3 5 字节

• key_value_pairs：数据库中的所有键值对数据，如果有过期时间也会保存在一起

10.3.2 key_value_pairs 部分

不带过期时间的键值对

• TYPE：1 字节

• value：字符串对象，同上襦的 String 类型

带过期时间的键值对

• EXPIRETIME_MS：1 字节，告知程序即将读入的是毫秒为单位的过期时间
• ms：8 字节的带符号整数，毫秒为单位为 UNIX 时间戳

10.3.3 value 编码

1.字符串对象：REDIS_RDB_TYPE_STRING

value 保存的为字符串对象，编码有 REDIS_ENCODING_INT 或者 REDIS_ENCODING_RAW

• REDIS_ENCODING_INT

  • 长度不超过 32 位的整数

  • ENCODING 可以是 REDIS_RDB_ENC_INT8、REDIS_RDB_ENC_INT16、REDIS_RDB_ENC_INT32 代表使用几位来保存整数值 integer

  

• REDIS_ENCODING_RAW

  • 字符串对象

  • 压缩与不压缩保存

    • 小于等于 20 字节，原样保存

    • 大于 20 字节，压缩之后再保存

    • 在服务器打开 RDB 文件压缩功能进行的

    • 否则总是无压缩保存

  • 无压缩

  

  • 压缩

    

    • REDIS_RDB_ENC_LZF：常量，表示字符串被 LZF 算法压缩了，程序会对后面三个字段使用解压缩
    • compressed_len：压缩之后的长度
    • origin_len：压缩之前的长度
    • compressed_string：压缩之后的字符串

2.列表对象：REDIS_RDB_TYPE_LIST

value 保存的是 REDIS_ENCODING_LINKEDLIST 编码的列表对象

• list_length：列表长度，列表保存了多少个项

• item：列表的列表项，每个列表项都是字符串对象

  • 包含长度与实际值

  

3.集合对象：REDIS_RDB_TYPE_SET

REDIS_ENCODING_HT

• set_size：集合大小

• elem：字符串对象

  • 包含长度与实际值

  

4.哈希表对象：REDIS_RDB_TYPE_HASH

REDIS_ENCODING_HT

键与值相邻排列

5.有序集合对象：REDIS_RDB_TYPE_ZSET

REDIS_ENCODING_SKIPLIST

成员与分值紧挨，分值为 double 浮点数，在 double、字符串中互相转换

6.INTSET 编码集合：REDIS_RDB_TYPE_INTSET

整数集合与字符串互相转换

7.ZIPLIST 编码的列表、哈希表或者有序集合

REDIS_RDB_TYPE_LIST_ZIPLIST

REDIS_RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST

REDIS_RDB_TYPE_ZSET_ZIPLIST

压缩列表

1. 压缩列表转换字符串

2. 字符串保存到 RDB

3. 字符串转换压缩列表

4. 根据 TYPE 设置类型

   • REDIS_RDB_TYPE_LIST_ZIPLIST：列表
   • REDIS_RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST：哈希表
   • REDIS_RDB_TYPE_ZSET_ZIPLIST：有序集合

Redis设计与实现 第 10 章 RDB 持久化

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