Redis设计与实现(十)AOF持久化

上个文章说到了RDB的持久化的过程以及RDB的文件是如何进行保存的。

和RDB不同的是，AOF的操作是通过把指令一个个保存入文件的，进行载入的时候就是一个个的command进行读取，也就是模拟了一遍某时间段内的所有的操作。

由于Redis服务器进程就是一个事件循环，这个循环中的文件事件负责接受客户端的命令请求，以及向客户端发送命令回复，而时间事件则负责执行像ServerCron（100毫秒执行一次，check是否可以进行RDB的BGSAVE）一样.服务器可能在执行文件事件的时候，进行一些写的command，使得一些内容被追加到了aof_buf的缓冲区中去，所以AOF为了捕捉到这些被迫加入缓冲区的command会在处理文件事件结束后执行一个flushAppendOnlyFile的函数用来将aof_buf中的command加入到AOF文件中去。

AOF持久化功能的实现可以分为：命令追加（append），文件写入（write），文件同步（sync）三个步骤。

 

 

AOF持久化需要将所有写命令记录在文件中来保存服务器状态，而文件写入操作效率比较低，如果每执行一条写命令都要写一次AOF文件无疑是低效的。为了提高效率，Redis提供了一个中间层 – AOF缓冲区，也就是说当Redis执行一条写命令后，先将该命令追加到AOF缓冲区中，在以后的某个时刻再将AOF缓冲区中的内容同步到文件中。当AOF持久化功能处于打开状态时，服务器在执行完一个写命令之后，会以协议格式将被执行的写命令追加到服务器状态的aof_buf缓冲区的末尾：

 

 

在载入AOF的时候

数据还原就是将AOF文件中保存的命令解析并执行，这样就可以将数据库还原为原来的状态。因为在Redis中，命令必须由redisClient实例来执行，所以为了加载AOF文件需要创建一个伪Redis客户端。创建了伪Redis客户端后，执行数据还原的过程就是从AOF文件中读取命令并交给伪Redis客户端执行的过程。数据还原的功能由aof.c文件中的loadAppendOnlyFile函数完成。

 

 

由于aof是通过不断追加写命令来记录数据库状态，所以服务器执行比较久之后，aof文件中的内容会越来越多，磁盘占有量越来越大，同时也是使通过过aof文件还原数据库的需要的时间也变得很久。所以就需要通过读取服务器当前的数据库状态来重写新的aof文件。新的AOF文件不会包含任何浪费空间的冗余命令，所以会比旧的AOF文件小很多。

　　由于AOF重写是会进行大量写入操作，势必为长时间阻塞主进程，因此redis把重写程序放到子进程执行。

这样做有两点好处：

      1）子进程重写期间，主进程可以继续处理命令。

      2）子进程带有主进程的数据副本，这样就可以避免与主进程竞争db->dict，这是线程实现不了的。

　　重写期间，主进程继续处理命令，对数据库状态进行修改，这样使得当前的数据库状态与重写的AOF文件所保存的数据库状态不一致。因此，redis设置了AOF重写缓冲区，在创建子进程后，主进程每执行一个写命令都会写到重写缓冲区。在子进程完成重写后，主进程会将AOF重写缓冲区的数据写入到重写的AOF文件，保证数据状态的一致。