《Redis设计与实现》读书笔记（十四） ——Redis RDB文件创建、载入与自动保存原理

《Redis设计与实现》读书笔记（十四） ——Redis RDB文件创建、载入与自动保存原理

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一、概述

redis是一个键值对服务器，服务器中包含若干个非空数据库，数据库中包含若干个非空键值对。将非空数据库及其键值对统称为数据库状态。如下图所示：

由于redis是内存型数据库，必须要将数据保存到磁盘，才能保证数据不丢失。RDB持久化就是将数据库保存到磁盘的方式之一（另一种叫做AOF）。rdb可以手动执行，也可以根据服务器的配置定期执行，持久化后会将整个数据库备份成一个二进制文件存在磁盘，而还原则是将该二进制文件重新转成数据库存在内存。

二、rdb文件创建与载入

1、创建

有两个命令可以手动生成rdb文件——save和bgsave。

save会阻塞redis进程，直到save命令执行完毕；bgsave会创建一个子进程，由子进程处理rdb任务，父进程继续处理客户端请求。

保存rdb文件的过程，如果是bgsave命令，会先检查是否当前有还未完成的子进程，如果有的话会等待，待当前子进程完成任务后，才会开始执行bgsave。

1）save

由于save命令是阻塞的，因此当执行save命令期间，服务器会拒绝其他命令的请求，直到save命令执行完毕。

2）bgsave

bgsave是通过子进程进行创建rdb文件的工作，因此bgsave执行期间，服务器可以正常处理大部分的redis客户端请求，除了以下内容有所不同：

save：redis子进程在处理bgsave命令期间，会拒绝客户端发来的save命令，目的是为了避免父进程和子进程同时在创建rdb文件，也避免产生竞争条件。

bgsave：同样会被拒绝，同save。

bgwriteaof：bgsave执行期间，bgwriteaof命令会被延迟到bgsave命令执行完毕后才会执行； bgwriteaof执行期间，bgsave命令会直接被服务器拒绝。这两个命令都是由子进程进行，拒绝同时进行是为了考虑性能，并发处理两个大量写入磁盘的子进程是应当被避免的。

2、载入

载入比较简单，redis没有专门载入rdb文件的命令，每当redis服务器开启的时候，就会检查，如果存在rdb文件则自动载入。

但是由于aof的执行频率比rdb高，所以如果同时存在aof文件，则会载入aof文件，只有aof功能除以关闭状态，才会载入rdb文件。

redis服务器载入rdb文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入完毕。

如下所示：

三、自动保存

由于bgsave命令具有非阻塞特性，因此redis服务器运行用户通过配置文件中的save选项，让数据库每隔一段时间执行一次bgsave命令。save选项保存的是执行bgsave命令的条件，可以保存多个，只要有一个条件满足，服务器就执行bgsave命令。

save设置的示例如下：

         save900 1
         save300 10
         save60 10000

表示的含义是，下列情况发生一种就执行bgsave：redis服务器900秒内至少执行1次修改；300秒内至少执行10次修改；60秒内至少执行10000次修改。

上述的save条件也是redis配置save的默认值，即没有特意指定save条件，则都会按上述设置执行bgsave。

1、保存结构

服务器启动时，会读取save条件，并写入其redisServer结构的saveparams属性中。

         structredisServer{
         //…其他属性
         struct saveparam *saveparams;
}

由上可知，saveparams是一个数组，由saveparam结构元素组成。

         structsaveparam{
         time_t seconds;
         int changes;
}

由上结构可知，saveparam保存了时间和改变次数，即对应上述每一行save后面跟的两个参数。

上面默认的save条件配置的存储方式如下图所示：

2、dirty计数器和lastsave属性

dirty计数器记录距离上一次成功执行save或bgsave命令后，服务器对其中所有数据库进行的修改（增删改）的总次数。lastsave属性是一个UNIX时间戳，记录服务器上一次成功执行save或bgsave的时间。

         structredisServer{
         long long dirty;
         time_t lastsave;
}

结构如下图所示：

每执行一次修改，dirty值就加1，如果是批量修改命令如sadd等，一次修改多个值，则修改几个dirty的值就加多少。

这两个属性分别是用于比较save条件的两个参数——修改次数和时间，是否匹配，以判定是否要执行bgsave命令。

3、检查是否满足保存条件

redis服务器的周期性函数serverCron，默认每隔100毫秒执行一次，用来维护运行中的服务器，其中一项工作就是检查save条件，满足的话就执行bgsave命令。

其判断方式是，循环save配置，分别比较save每一条配置的修改次数与redisServer结构中的dirty属性值、当前时间减去lastsave属性判断经过的时间，有一个符合则执行bgsave命令。

总体结构体如下：

上述情况来看，dirty是123，则当时间经过300秒，就会自动执行bgsave。

执行完成后，dirty属性值清0，并且lastsave属性会被重新写入完成bgsave时间点的unix时间戳。

——written by linhxx 2017.09.04