【原】圖解Redis RDB持久化｜創(chuàng)建與載入｜文件結(jié)構(gòu)

小生凡一 2024-12-17 發(fā)布于福建

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寫(xiě)在前面

Redis是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，他將自己的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，如果沒(méi)有辦法將內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤，那么一旦發(fā)生宕機(jī)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)消失。這篇文章我們就講講Redis的持久化RDB。

1. 簡(jiǎn)介

RDB 全稱 Redis DataBase，可以將Redis在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)生成一個(gè)RDB文件保存在磁盤中。RDB既可以手動(dòng)執(zhí)行，也可以根據(jù)服務(wù)器配置選項(xiàng)定期執(zhí)行。

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同樣的RDB文件也可以轉(zhuǎn)化成Redis數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)，所以即使Redis宕機(jī)了，只要及時(shí)保存RDB在磁盤中，就能使用磁盤的RDB文件恢復(fù)Redis的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)。

2. RDB的創(chuàng)建與加載

2.1 創(chuàng)建

有兩個(gè)Redis命令可以創(chuàng)建RDB文件，SAVE和BGSAVE。這兩個(gè)命令的區(qū)別在于：SAVE命令會(huì)阻塞Redis服務(wù)器進(jìn)程，直到RDB文件創(chuàng)建完畢為止，在服務(wù)器進(jìn)程阻塞期間，服務(wù)器不能處理任何命令請(qǐng)求。
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而B(niǎo)GSAVE是則會(huì)fork出一個(gè)子進(jìn)程，然后由這個(gè)子進(jìn)程負(fù)責(zé)創(chuàng)建RDB文件，主進(jìn)程繼續(xù)處理命令請(qǐng)求。

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2.2 載入

RDB文件的載入工作是在服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行的，所以Redis并沒(méi)有專門用于載入RDB文件的命令，只要Redis服務(wù)器在啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)到RDB文件存在，就會(huì)自動(dòng)載入RDB文件。
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這里注意一點(diǎn)，我們知道除了RDB持久化，Redis還有AOF持久化，而AOF的更新頻率通常來(lái)說(shuō)是比RDB高的，也就意味著AOF中的數(shù)據(jù)會(huì)更新。

所以如果Redis服務(wù)器開(kāi)啟了AOF持久化功能，那么服務(wù)器會(huì)優(yōu)先使用AOF文件來(lái)還原數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)。只有在AOF關(guān)閉的時(shí)候，才會(huì)使用RDB。
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而服務(wù)器在RDB載入期間也是處于阻塞狀態(tài)，直到載入工作完成為止。

3. RDB文件結(jié)構(gòu)

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RDB文件的最開(kāi)頭是REDIS部分，這個(gè)部分的長(zhǎng)度為5字節(jié)，保存著REDIS五個(gè)字符，通過(guò)這五個(gè)字符，程序可以在載入文件時(shí)，快速檢查所載入的文件是否為RDB文件。
db_version 長(zhǎng)度為4字節(jié)，是一個(gè)字符串表示的整數(shù)，這個(gè)數(shù)值記錄了RDB的版本，比如“0003” 就代表RDB文件為第3版。
databases 中包含著零個(gè)或任意多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中鍵值對(duì)數(shù)據(jù)。
EOF常量的長(zhǎng)度為1字節(jié)，這個(gè)常量標(biāo)志著RDB文件的讀取結(jié)束。當(dāng)程序讀到這里的時(shí)候，就意味著已經(jīng)結(jié)束了，所有的鍵值都已經(jīng)加載完了。
check_sum 是一個(gè)8字節(jié)長(zhǎng)的無(wú)符號(hào)整數(shù)，保存著一個(gè)校驗(yàn)和，這個(gè)校驗(yàn)和是根據(jù)前四個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算得出來(lái)的。服務(wù)器加載完數(shù)據(jù)后，會(huì)通過(guò)將載入的數(shù)據(jù)做運(yùn)算和check_sum做比較，來(lái)檢驗(yàn)RDB文件是否有損壞。

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3.1 databases

一個(gè)RDB文件中的databases部分可以保存任意多個(gè)非空的數(shù)據(jù)庫(kù)。

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而每個(gè)databases在RDB中都可以保存為以下這種形式

SELECTDB 長(zhǎng)度為1字節(jié)，類似于上面5字節(jié)的REDIS的作用，當(dāng)讀到這個(gè)值的時(shí)候，意味著下一位是讀一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)號(hào)碼了
db_number保存著一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)號(hào)碼，比如database 0 這里存儲(chǔ)的就是 0
key_value_pairs：保存了所有的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)嘛，如果鍵值隊(duì)帶有過(guò)期時(shí)間，那么這個(gè)過(guò)期時(shí)間也會(huì)跟著一起保存在一起。

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3.2 key value pairs

key_value_pairs保存了所有的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)嘛，如果鍵值隊(duì)帶有過(guò)期時(shí)間，那么這個(gè)過(guò)期時(shí)間也會(huì)跟著一起保存在一起。不帶過(guò)期時(shí)間的key就比如下面這個(gè)：

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TYPE 記錄了value的類型，長(zhǎng)度為1字節(jié)，代表redis的所有類型，string、list、set、zset等等…

而帶有過(guò)期時(shí)間的key的結(jié)構(gòu)如下：

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新增的 REPIRETIME_MS 長(zhǎng)度1字節(jié)，這是告訴程序，接下來(lái)要讀入一個(gè)以毫秒為單位的過(guò)期時(shí)間。
而ms字段是一個(gè)8字節(jié)的長(zhǎng)的帶符號(hào)的整數(shù)，記錄一個(gè)以毫秒為單位的UNIX時(shí)間戳，這個(gè)時(shí)間戳就是這個(gè)鍵值對(duì)的過(guò)期時(shí)間。