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深入淺出Redis RDB原理
Redis是一個高性能的NoSQL數(shù)據(jù)庫，在實際開發(fā)中應(yīng)用越來越廣泛。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)快照以二進制形式寫入到硬盤中，以保證數(shù)據(jù)的持久化。本文將深入淺出Redis RDB的原理和實現(xiàn)方法。
RDB的使用
在Redis中，開啟RDB持久化非常簡單，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key被修改過，則開始備份。在服務(wù)器空閑300秒（5分鐘）內(nèi)，如果至少有10個key被修改過，則開始備份。在服務(wù)器空閑60秒內(nèi)（1分鐘），如果至少有10000個key被修改，則開始備份。也就是說，每個備份間隔時間不同，備份的數(shù)據(jù)量也不同。備份完成后，Redis會在硬盤上生成一個快照文件，以備日后恢復(fù)使用。
RDB的優(yōu)點
RDB持久化的優(yōu)點在于：
– 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只需要寫硬盤，因此數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和一致性比較好。
– 簡單：RDB只需要將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)快照寫到硬盤中即可，因此實現(xiàn)起來較為簡單。
RDB的實現(xiàn)原理
Redis將數(shù)據(jù)寫入磁盤的過程是由后臺的子進程執(zhí)行的。當主進程接收到觸發(fā)快照的命令時，它會調(diào)用fork()函數(shù)創(chuàng)建一個子進程，然后將數(shù)據(jù)庫內(nèi)容傳遞給子進程。子進程使用copy-on-write方式進行數(shù)據(jù)備份，以避免內(nèi)存操作帶來的問題。
具體地說，在子進程中，首先會調(diào)用rdbSaveHeader()函數(shù)寫入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，把鍵值對寫入到RDB文件中。在寫完鍵值對之后，調(diào)用rdbSaveFooter()函數(shù)寫入checksum值，該值用于檢驗RDB文件的完整性和正確性。
實現(xiàn)代碼：
void rdbSave(struct redisClient *rdb) {
/* 1. 創(chuàng)建臨時文件，寫入redis version、head info。*/
...
/* 2. 遍歷數(shù)據(jù)庫，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。 */
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);
}
...
}
在寫入過程中，Redis會進行數(shù)據(jù)壓縮，即對于字符串類型的Redis對象，Redis會將值轉(zhuǎn)換成整數(shù)，可以節(jié)約內(nèi)存及磁盤空間。對于其他類型的Redis對象，Redis會保存對象的類型、長度等相關(guān)信息。
總結(jié)
本文著重分析了Redis RDB的原理和實現(xiàn)方法，可以看出Redis持久化的確是實現(xiàn)起來較為簡單且高效的。通過RDB，可以保證服務(wù)器在宕機或斷電后數(shù)據(jù)的完整性，因此在實際開發(fā)中，建議開啟RDB持久化，以保證Redis數(shù)據(jù)的安全性。
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