Redis小记（二）

1、redis数据库

redis数据库属于内存数据库，若不将数据存到磁盘中，服务器进程退出，数据也会消失

redis所有数据库都保存在redisServer结构的db数组中，db数组的每一项都是一个redisDb结构，每一个redisDb结构代表一个数据库

初始化服务器时，redis服务会根据dbnum属性来决定创建多少个数据库，dbnum属性有服务器配置的database选项决定，默认为16

通过select num 命令来切换数据库，因为客户端状态结构redisClient结构的db属性记录当前客户端目标数据库，通过修改redisClient.db的指针来切换数据库

expire <key> <ttl> 将键key的生存时间设置为ttl秒

pexpire <key> <ttl> 将键key的生存时间设置为ttl毫秒秒

expireat <key> <timestamp> 将键key的过期时间设置为timestamp指定的秒数

pexpireat <key> <timestamp> 将键key的过期时间设置为timestamp指定的毫秒数

过了时间，服务器会自动删除键

persist 命令移除一个键的过期时间，在过期字典查找给定的键，解除键和过期字典的关联

TTL返回键剩余秒数，PTTL返回键剩余毫秒数

通过过期字典判断键是否过期：（1）检查键是否存在于过期字典，若存在获取键的过期时间

　　　　　　　　　　　　　　（2）获取当前操作系统的时间戳并与键的过期时间进行对比，大于，键过期，小于，键未过期

删除过期键的策略：定时删除，设定定时器，键即将过期时进行删除，占用大量CPU资源，影响服务器响应和吞吐量

　　　　　　　　　惰性删除，每次取键时判断是否过期，过期则删除，未过期返回键，浪费内存，容易发生内存泄漏

　　　　　　　　   定期删除，每过一段时间，检查字典，删除过期键，需要根据服务器情况，定制删除策略

2、RDB持久化

RDB持久化生成一个经过压缩的二进制的RDB文件，可以把数据存到磁盘中，避免数据丢失，通过RDB文件可以还原数据库

RDB持久化可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行

SAVE命令会阻碍服务器进程，直到RDB文件生成完毕才放开进程，阻塞期间服务器不能处理任何命令要求

BGSAVE命令会单启动一个子进程，由子进程创建RDB文件，服务器（父进程）继续处理命令

Redis服务载入RDB文件是自动进行的，当Redis服务器启动时检测到存在RDB文件，就会自动载入RDB文件

dirty属性，记录服务器上次持久化到这次持久化期间的操作次数

lastsave属性，记录服务器上次执行SAVE或BGSAVE的时间

RDB文件结构：REDIS，长度5字节，保存REDIS这五个字符，在程序载入文件时可以通过这个部分判断是否是RDB文件

　　　　　　　db_version，长度4字节，值是字符串保存的整数值，记录RDB文件版本号

　　　　　　   database，保存多个数据库以及其中的键值对数据

　　　　　　   EOF，长度1字节，标志RDB文件结束

　　　　　　  check_sum，长度8字节，无符号整数，保存校验和，程序通过对REDIS、db_version、database、EOF四部分的内容计算得出，可以用来判断RDB文件是否有损坏

database部分用来保存数据库数据，分为selectdb（1字节）、db_number（1-5字节，数据库号码）、key_value_pairs（键值对数据）三部分

key_value_pairs可以分为但部分TYPE、KEY、VALUE

3、AOF持久化

AOF持久化通过保存redis服务器所执行的命令来记录数据

AOF实现三步骤：命令追加，服务器执行完一个命令后，会以协议格式将命令追加到服务器状态的aof_buf缓冲区末尾

文件写入、文件同步，调用flushAppendOnlyFile函数，将aof_buf缓冲区的命令写入保存到AOF文件中，flushAppendOnlyFile函数的配置由配置文件的appendfsync属性来决定，默认为everysec

AOF文件载入过程：

 

 AOF重写，可以解决AOF文件体积太大的问题，通过重写，创建一个新的AOF文件替换现有文件，两个文件保存状态相同的数据库，因为新文件不包含冗余命令，所以体积要小很多

AOF重写本质是通过读数据库键值对来实现，程序无需对现有的AOF进行写入、分析等操作

3、Redis事件

Redis服务器是一个事件驱动程序，redis事件分为两类：文件事件（服务器对套接字操作的抽象）、时间事件（服务器对定时操作的抽象）

套接字（socket）是一个抽象层，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合

文件事件，基于Reactor模式开发的网络事件处理器，又称文件事件处理器，文件处理器使用I/O多路复用程序同时监听多个套接字，根据套接字目前执行的任务来为套接字关联不同的处理器

文件事件处理器分为套接字、I/O多路复用程序、文件事件分派器、事件处理器四部分，事件类型分为AE_READABLE和AE_WRITABLE，AE_READABLE优先级大于AE_WRITABLE，事件处理器分为连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器

时间事件，主要由id（标识号）、when（操作系统时间戳，毫秒）、timeProc（时间事件处理器，一个函数），时间类型分为定时事件（返回值为AE_nomore，一次时间到后会删除）、周期性事件（返回值为非AE_nomore，周期执行）

服务器将时间时间存放到无序链表中，时间事件应用实例，serverCron函数，主要负责信息统计、清理过期键值对、清理失效客户端连接、尝试进行AOF和RDB持久化、对从服务器定期同步、对集群进行定期同步和连接测试

事件调度负责对文件事件和时间事件进行调度分配，由aeProcessEvents函数来实现

时间事件的实际处理事件会比设定时间晚一些

4、客户端与服务器

客户端分为普通客户端和伪客户端两种，类型由fd属性决定，fd=-1，伪客户端，反之普通客户端

服务器处理命令过程：客户端给服务器发送命令、服务器解析命令，获得命令参数、根据参数找到执行函数，执行函数并回复、服务端将命令回复给客户端

服务器自启动到执行客户端命令需要经过初始化服务器状态、载入服务器配置、初始化服务器数据结构、还原数据库状态、执行事件循环

5、其它

AOF更新频率高于RDF，服务器会优先载入AOF文件，只有AOF持久化关闭时，服务器才会使用RDB文件还原数据库