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深入淺出Redis RDB原理
Redis是一個(gè)高性能的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。Redis支持多種持久化策略，其中RDB（Redis Database Backup File）是其中一種。RDB是將Redis中的數(shù)據(jù)快照以二進(jìn)制形式寫(xiě)入到硬盤(pán)中，以保證數(shù)據(jù)的持久化。本文將深入淺出Redis RDB的原理和實(shí)現(xiàn)方法。
RDB的使用
在Redis中，開(kāi)啟RDB持久化非常簡(jiǎn)單，只需要在redis.conf配置文件中添加如下配置即可：
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
該配置表示在服務(wù)器空閑900秒（15分鐘）內(nèi)，如果至少有一個(gè)key被修改過(guò)，則開(kāi)始備份。在服務(wù)器空閑300秒（5分鐘）內(nèi)，如果至少有10個(gè)key被修改過(guò)，則開(kāi)始備份。在服務(wù)器空閑60秒內(nèi)（1分鐘），如果至少有10000個(gè)key被修改，則開(kāi)始備份。也就是說(shuō)，每個(gè)備份間隔時(shí)間不同，備份的數(shù)據(jù)量也不同。備份完成后，Redis會(huì)在硬盤(pán)上生成一個(gè)快照文件，以備日后恢復(fù)使用。
RDB的優(yōu)點(diǎn)
RDB持久化的優(yōu)點(diǎn)在于：
– 高效：使用RDB持久化可以斷電恢復(fù)，所以數(shù)據(jù)是完整的，且數(shù)據(jù)恢復(fù)速度較快。
– 穩(wěn)定：RDB只需要寫(xiě)硬盤(pán)，因此數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和一致性比較好。
– 簡(jiǎn)單：RDB只需要將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)快照寫(xiě)到硬盤(pán)中即可，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單。
RDB的實(shí)現(xiàn)原理
Redis將數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)的過(guò)程是由后臺(tái)的子進(jìn)程執(zhí)行的。當(dāng)主進(jìn)程接收到觸發(fā)快照的命令時(shí)，它會(huì)調(diào)用fork()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，然后將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容傳遞給子進(jìn)程。子進(jìn)程使用copy-on-write方式進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以避免內(nèi)存操作帶來(lái)的問(wèn)題。
具體地說(shuō)，在子進(jìn)程中，首先會(huì)調(diào)用rdbSaveHeader()函數(shù)寫(xiě)入Redis版本信息、數(shù)據(jù)類型等頭信息。然后按照key-value的方式遍歷數(shù)據(jù)庫(kù)，把鍵值對(duì)寫(xiě)入到RDB文件中。在寫(xiě)完鍵值對(duì)之后，調(diào)用rdbSaveFooter()函數(shù)寫(xiě)入checksum值，該值用于檢驗(yàn)RDB文件的完整性和正確性。
實(shí)現(xiàn)代碼：
void rdbSave(struct redisClient *rdb) {
/* 1. 創(chuàng)建臨時(shí)文件，寫(xiě)入redis version、head info。*/
...
/* 2. 遍歷數(shù)據(jù)庫(kù)，序列化每一條記錄到文件中。 */
for (i = 0; i
struct redisDb *db = server.db + i;
...
/* 遍歷所有鍵值對(duì)。 */
dictIterator *di = dictGetIterator(db->dict);
while((de = dictNext(di)) != NULL) {
...
/* 序列化某一條記錄 */
rdbSaveKeyValuePr(rdb,de);
}
dictReleaseIterator(di);
}
/* 3. 根據(jù)配置寫(xiě)入checksum */
...
}
void rdbSaveKeyValuePr(struct redisClient *rdb, dictEntry *de) {
sds keystr;
robj key, *o = dictGetVal(de);
int rdbtype;
if (o->type == REDIS_STRING &&
!(o->encoding == REDIS_ENCODING_RAW &&
sdslen(o->ptr) == 0)) {
key = *(dictGetKey(de));
keystr = key.ptr;
rdbSaveStringKeyValuePr(rdb,keystr,o);
}
...
}
在寫(xiě)入過(guò)程中，Redis會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，即對(duì)于字符串類型的Redis對(duì)象，Redis會(huì)將值轉(zhuǎn)換成整數(shù)，可以節(jié)約內(nèi)存及磁盤(pán)空間。對(duì)于其他類型的Redis對(duì)象，Redis會(huì)保存對(duì)象的類型、長(zhǎng)度等相關(guān)信息。
總結(jié)
本文著重分析了Redis RDB的原理和實(shí)現(xiàn)方法，可以看出Redis持久化的確是實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單且高效的。通過(guò)RDB，可以保證服務(wù)器在宕機(jī)或斷電后數(shù)據(jù)的完整性，因此在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，建議開(kāi)啟RDB持久化，以保證Redis數(shù)據(jù)的安全性。
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