Redis 设计与实现（第十章） -- 持久化RBD

概述

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Redis为内存数据库，即所有的键值对信息保存在内存中，那么一旦服务器出现问题重启，内存中的数据就会没有了。所以Redis需要实现持久化，将内存中的数据持久化到硬盘，在重新启动后，又将硬盘中的数据加载到内存中。

RDB文件生成与载入

• 有两个命令可用于生成RDB文件，save和bgsave：

Save:save命令会阻断服务器进程，直到RDB文件生成，在阻塞期间，Redis服务器不会出现任何请求。

bgsave：bgsave命令会派生出一个子进程，然后由子进程来创建RDB文件，服务器进程继续出现请求命令。

• Redis中RDB文件载入没有专门的命令，只要在redis服务器重启的过程中，检测到rdb文件的存在就会自动加载。（这里先忽略AOF的情况，因为在AOF开启的情况下，服务器会优先加载AOF文件，因为AOF的更新频率通常比较RDB的高）
• 命令执行的服务器状态
  • SAVE命令会阻塞服务器的请求，也就是保存期间，如果服务器有新的请求过来，不会去处理请求直到RDB文件生成；
  • BGSAVE命令，会fork一个子进程出来，所以服务器能够处理其他请求命令；
  • 如果在执行BGSAVE命令时，客户端再次执行SAVE，BGSAVE或BGREWRITEAOF呢？
    • 不能同时执行，避免竞争条件发生。
  • 在RDB文件载入时，所有请求均处于阻塞状态。

我们不可能每次手动去调用命令来持久化，Redis自身肯定是有一套策略的，什么时候进行持久化。

默认情况下，redis在下列条件满足其一，BGSAVE命令就会执行（可通过配置修改）：

• 服务器在900秒内对数据库进行了至少一次修改；
• 服务器在300秒内对数据库进行了至少10次修改；
• 服务器在60秒内对数据库进行了至少10000次修改；

可以看一下数据结构：
在redisServer的数据结构中，有个属性用于记录保存条件的修改：

/* RDB persistence */
    long long dirty;                /* Changes to DB from the last save */
    long long dirty_before_bgsave;  /* Used to restore dirty on failed BGSAVE */
    pid_t rdb_child_pid;            /* PID of RDB saving child */
    struct saveparam *saveparams;   /* Save points array for RDB */

再看下saveparam的数据结构：

struct saveparam {
    time_t seconds;  //时间
    int changes;  //修改数
};

此外，redisServer中还有两个属性dirty和lastsave：

/* RDB persistence */
    long long dirty;                /* Changes to DB from the last save，上次保存命令执行后，数据库的修改次数 */
    long long dirty_before_bgsave;  /* Used to restore dirty on failed BGSAVE */
    pid_t rdb_child_pid;            /* PID of RDB saving child */
    struct saveparam *saveparams;   /* Save points array for RDB */
    int saveparamslen;              /* Number of saving points */
    char *rdb_filename;             /* Name of RDB file */
    int rdb_compression;            /* Use compression in RDB? */
    int rdb_checksum;               /* Use RDB checksum? */
    time_t lastsave;                /* Unix time of last successful save ，上次成功保存的时间*/

RedisServer会定期执行serverCron（100ms一次），每次执行时，会检测之前默认的条件是否满足，如果满足条件则执行bgsave命令。程序会遍历saveparam中的数组，判断是否满足条件。

/* If there is not a background saving/rewrite in progress check if(之前会判断是否有AOF或BSAVE命令正在执行)
         * we have to save/rewrite now */
         for (j = 0; j < server.saveparamslen; j++) {
            struct saveparam *sp = server.saveparams+j;

            /* Save if we reached the given amount of changes,
             * the given amount of seconds, and if the latest bgsave was
             * successful or if, in case of an error, at least
             * REDIS_BGSAVE_RETRY_DELAY seconds already elapsed. */
            if (server.dirty >= sp->changes &&
                server.unixtime-server.lastsave > sp->seconds &&
                (server.unixtime-server.lastbgsave_try >
                 REDIS_BGSAVE_RETRY_DELAY ||
                 server.lastbgsave_status == REDIS_OK))
            {
                redisLog(REDIS_NOTICE,"%d changes in %d seconds. Saving...",
                    sp->changes, (int)sp->seconds);
                rdbSaveBackground(server.rdb_filename);
                break;
            }
         }

查看odb文件，如下，set 一个msgkey的内容为aaa，rdb文件如下：

redis 127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
redis 127.0.0.1:6379> set msg aaa

redis 127.0.0.1:6379> BGSAVE

Background saving started
[root@test bin]# od -c dump.rdb
0000000 R E D I S 0 0 0 6 376 \0 \0 003 m s g
0000020 003 a a a 377 241 362 266 \f Z ` 030 265
0000035

0000000 R E D I S 0 0 0 6 :代表RDB文件标志及版本

376 \0 ：切换到数据库0

\0 ：类型，代表字符串类型

003 m s g：003代表key长度，msg为键

003 a a a：003代表内容长度，aaa代表值

377：代表EOF

后面的241.。。。。265：代表校验和

可以再继续看一个切换到db 1的list集合

redis 127.0.0.1:6379> select 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> rpush listkey "aa" "ccc"
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379[1]> BGSAVE
Background saving started
redis 127.0.0.1:6379[1]>
You have mail in /var/spool/mail/root
[root@test bin]# od -c dump.rdb
0000000 R E D I S 0 0 0 6 376 001 \n \a l i s
0000020 t k e y 024 024 \0 \0 \0 016 \0 \0 \0 002 \0 \0
0000040 002 a a 004 003 c c c 377 377 } y 232 302 X h
0000060 g &
0000062