Redis中RDB持久化的基本原理和文件格式

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Redis中RDB持久化是一种将数据保存到硬盘上的持久化方式。

它的基本原理如下：

1. 调用SAVE或BGSAVE： 当Redis需要进行RDB持久化时，可以手动调用SAVE命令或使用BGSAVE命令在后台进行持久化操作。
2. 创建RDB文件： Redis开始创建一个新的RDB文件，该文件将包含当前数据库中的所有数据。
3. 写入数据到RDB文件： Redis遍历所有数据库，并将每个键值对写入RDB文件。写入的数据格式为二进制，包含键的字符串长度、键的字符串、键的类型、值的类型、值的长度和值的内容。
4. 保存RDB文件： 当Redis完成数据写入RDB文件后，将该文件保存到硬盘上的指定位置。
5. 加载RDB文件： 当Redis启动时，可以通过加载RDB文件恢复先前保存的数据。Redis读取RDB文件，并将数据加载到内存中。

RDB持久化的优点是简单和性能高，因为在进行恢复时只需要加载RDB文件，无需执行其他额外的操作。但是它的缺点是在发生故障时可能会丢失最后一次持久化后的数据，因为RDB文件的更新频率可以设置为不同的值。

Redis中RDB文件的创建和载入过程

Redis中的RDB文件是通过使用fork系统调用创建的。

具体的流程如下：

1. Redis会定期执行持久化操作，生成RDB文件。持久化操作可以是主动触发的或者是基于配置的自动触发。常见的触发方式有SAVE命令和BGSAVE命令。
2. 当执行SAVE命令时，Redis将阻塞并开始生成RDB文件。这个过程中，Redis会停止接收新的命令，并将当前的数据集转储到RDB文件中。这可以确保生成的RDB文件是一致的快照。
3. 当执行BGSAVE命令时，Redis通过fork系统调用创建一个子进程。父进程继续接受新的命令，而子进程则负责生成RDB文件。因为fork系统调用会创建一个与父进程完全相同的子进程，所以在创建子进程时，父进程的内存数据会被复制到子进程中。
4. 在子进程中，Redis会遍历数据库中的所有键值对，并将其写入RDB文件中。这个过程中，子进程会在读取数据时使用Copy-on-Write（写时复制）技术，以保持数据的一致性。
5. 当子进程完成写入RDB文件的操作后，它会将RDB文件的路径发送给父进程。
6. 父进程会将RDB文件的路径信息保存在持久化状态的配置项中，以备将来使用。
7. 另外，Redis还支持在启动时载入RDB文件。如果存在RDB文件，Redis会在启动时自动执行载入操作。这个过程中，Redis会创建一个新的进程，将RDB文件的数据从磁盘读取到内存中。

Redis中的RDB文件是通过使用fork系统调用创建的，可以通过SAVE命令和BGSAVE命令手动触发生成。生成过程中，Redis会停止接收新的命令，并将当前的数据集转储到RDB文件中。载入RDB文件是在Redis启动时自动执行的，通过创建新的进程将RDB文件的数据从磁盘读取到内存中。

Redis中RDB文件中的键值对存储格式

在Redis中，RDB文件是一种持久化机制，用于将Redis的数据存储到磁盘上。键值对在RDB文件中以二进制格式进行存储。

RDB文件的格式如下:

其中，“长度元素”指的是长度信息，用于表示下一个元素的长度，可以是键或者值的长度。而“数据元素”则是实际的键值对数据。

键值对的存储方式为:

其中，“键长度”表示键的长度，“键”表示实际的键值对的键。“值类型”表示值的类型，其值为一个字节，用来标识值的类型，如字符串、列表、哈希表等。“值”表示实际的键值对的值。

具体来说，键长度和值类型这两个元素是固定长度的，长度为5个字节。而键和值则是变长的，长度不固定，根据实际键和值的长度来存储。

举例来说，我们有一个键为"foo"，值为字符串"bar"的键值对，它在RDB文件中的存储格式为:

这样就完成了一个键值对的存储。

需要注意的是，在RDB文件中，存储的键值对是按照顺序存储的，每个键值对之间没有分割符号。而且RDB文件还包含了其他的元数据，如Redis版本信息、过期时间等。

Redis中RDB文件的结构

RDB文件的结构如下：

RDB文件头部格式：

REDIS+{版本号}

RDB文件包含了多个键值对的数据，每个键值对的结构如下：

[Key类型][Key长度][Key数据][Value数据][过期时间]

其中：

• Key类型：一个字节的标志位，用于指示Key的类型，如字符串、哈希、列表等。
• Key长度：一个或多个字节的整数，表示Key的长度。
• Key数据：Key的字节数组表示。
• Value数据：Value的字节数组表示。
• 过期时间：如果该键具有过期时间，则为一个或多个字节的整数，表示以秒为单位的过期时间；否则为0。

RDB文件的结构还包括元数据信息：

• 保存数据库的数量
• 数据库的各种属性配置
• 每个数据库的key-value数据

RDB文件的末尾为EOF（End of File）标记。

RDB文件的结构紧凑，具有很高的存储效率，适用于全量数据的备份和恢复。