《Redis源码学习札记》RDB

《Redis源码学习笔记》RDB
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在主从复制过程中，我们提到过RDB文件，作为Redis持久化方式之一，RDB把数据库某一时刻的内容，也就是快照，以二进制的方式记录到文件，并且在下次启动的时候可以用来初始化Redis；

RDB最重要的两个过程是rdbSave和rdbLoad，下面我就这两个过程分别叙述；

rdbSave
在具体看rdbSave过程之前，我们先看下RDB文件格式：

《Redis源码学习札记》RDB

我们可以简单思考下，RDB文件协议为什么会那样设计？
1. RDB文件以"REDIS"开头是为了区分普通文件，这样redis在加载的时候，读取前五个字节就可以判断该文件是否为一个合法的RDB文件；
2. 写明RDB文件版本是因为不同版本之间有一定差异性，根据版本号需要保持向下兼容；
3. 以数据库为单位，存入键值对，因为一个redis实例中，可以包含16个数据库，所以一定要标明该键值对属于哪个数据库，否则无法还原到相应位置；
4. 在写入键值对信息时，超时时间是可选的，标明值类型（value-type）是为了在加载的时候知道这是一个string，还是list或者hashtable；

rdbSave过程就是把redis每一个数据库中的键值对按照上面定义的格式写入文件，伪代码：

def rdbSave(filename):
    # 创建临时文件，用于保存rdb数据
    tempFile = createTempFile()
    rio = rioInitWithFile(tempFile)
    # ----------------------------------
    # 1.保存RDB文件版本
    rdbSaveVersion(rio, "REDIS" + REDIS_RDB_VERSION)
    # 2.保存redis所有数据库中的键值对
    for db in redisServer.dbs:
        # 记录键值对所在数据库
        rdbSaveSelectDB(rio, db.num)
        # 保存该数据库中所有键值对
        for key, val in db.getKeyValuePairs():
            expired_time = getExpiredTime(key)
            rdbSaveKeyValuePair(rio, key, val, expired_time)
    # 3.写入RDB文件结束符
    rdbSaveEOF(rio, REDIS_RDB_OPCODE_EOF)
    # 4.写入校验和
    rdbSaveCkSum(rio)    
    # ----------------------------------
    # 确认数据都被flush到磁盘
    fsync()
    rename(tempFile, filename)    

def rdbSaveKeyValuePair(rio, key, val, expired_time):
    if expired_time != -1:
        # 过滤过期键
        if expired_time < now_time:
            return
        rdbSaveMillisecondTime(rio, expired_time)
    # 保存值类型（list? string? hashtable?）
    rdbSaveValueType(rio, val)
    # 保存键
    rdbSaveKey(rio, key)
    # 保存值
    rdbSaveValue(rio, val)

更多细节请看：rdb.c/rdbSave函数

触发rdbSave过程，主要有4种方式：
1. SAVE命令
2. BGSAVE命令
3. master接收到slave发来的sync命令
4. 定时save(配置文件中制定）

第一种情况，Redis保存RDB文件是在主进程中进行，所以在这其间，Redis无法响应客户端请求（再次强调：Redis是单线程Server）；第二种情况，Redis fork出一个子进程，然后在子进程中进行rdbSave，因此也就不会阻塞主进程对客户端请求的处理；第三种情况和第四种情况同第二种情况，也是在子进程中进行；

rdbLoad
rdbload过程就比较简单了，它会按照RDB文件协议，把键值对还原到相应的数据库，伪代码：

def rdbLoad(filename):
    rio =  rioInitWithFile(filename);
    # 设置标记：
    # a. 服务器状态：rdb_loading = 1
    # b. 载入时间：loading_start_time = now_time
    # c. 载入大小：loading_total_bytes = filename.size
    startLoading(rio)
    # ------------------------------------------
    # 1.检查该文件是否为RDB文件（即文件开头前5个字符是否为"REDIS"）
    if !checkRDBHeader(rio):
        redislog("error, Wrong signature trying to load DB from file") 
        return
    # 2.检查当前RDB文件版本是否兼容（向下兼容）
    if !checkRDBVersion(rio): 
        redislog("error, Can't handle RDB format version") 
        return
    # 3.读取文件内容，加载键值对
    while not end_of_file:
        # 每循环一千次就处理一下客户端请求
        if loops % 1000  == 0:
            processClientRequest()

        key, val, expired_time, dbnum = rdbLoadKeyValuePair()
        # 过滤过期键
        if expired_time != -1 and expired_time <= now_time: 
            continue

        redisServer.db[dbnum].dict.add(key,value)
        if expired_time > now_time
            redisServer.db[dbnum].expires.add(key, expired_time)
        loops = loops + 1

    # 4. 校验和
    if (!checkCkSum()): return
    # ------------------------------------------
    # 更新标记：rdb_loading = 0
    stopLoading()

触发rdbLoad过程，主要有两种方式：
1. Redis启动时候的初始化；
2. slave接收到master发来的RDB文件；

总结：
1. 了解RDB文件格式；
2. 了解rdbSave和rdbLoad过程以及触发条件；

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