03-redis持久化

Redis持久化

两种方式持久化:

  1. RDB持久化 - 全量

  2. AOF持久化 - 增量

RDB持久化

RDB文件的生成

SAVE    // 阻塞生成RDB文件,创建期间服务器进程阻塞,不处理任何命令请求
BGSAVE  // 非阻塞生成RDB文件 实际上就是创建一个子进程负责创建和生产RDB文件

RDB文件的载入

RDB文件的载入即从磁盘中读取RDB文件,这个读取阶段是阻塞的

RDB文件的自动间隔性保存

服务器提供的默认配置:

save 900 1      # 900秒内对数据库进行了1次修改
save 300 10     # 300秒内对数据库进行了10次修改
save 60 10000   # 60秒内对数据库进行了10000次修改

满足其中一个即生成RDB文件

自动保存的实现
struct saveparam {
    time_t seconds; // 保存秒数
    int changes;    // 修改数
};
typedef redisServer {
    ...;
    struct saveparam *saveparams;   // 记录了保存条件数组
    long long dirty;    // 修改计数器
    time_t lastsave;    // 上一次执行保存的时间
    ...;
};

redis服务器周期性操作函数serverCron每隔100毫秒就会执行一次,该函数用于对正在运行的服务器进行维护,其中一项工作就是检查save选项所设置的保存条件是否已经满足,如果满足就执行BGSAVE命令实现自动保存

RDB文件结构

日后有空再看吧

AOF持久化

AOF文件是以redis的命令请求协议格式保存的

命令追加

typedef redisServer {
    ...;
    sds aof_buf;    // AOF缓冲区
    ...;
};

当AOF持久化功能处于打开状态时,服务器在执行一个写命令之后,会协议格式将被执行的写命令追加到服务器状态aof_buf缓冲区末尾

AOF文件写入与同步

redis的服务器程序就是一个事件循环:

  • 文件事件负责接收客户端的命令请求以及向客户端发送命令回复
  • 时间事件则负责执行向serverCron函数这样需要定时运行的函数

在服务器每次结束一个事件循环之前都会调用flushAppendOnlyFile函数,考虑是否要将aof_buf缓冲区的内容写入和保存到aof文件里

# flushAppendOnlyFile函数行为有服务器的appendfsync选项的值来决定
always      # 将aof_buf缓冲区中所有内容写入并同步到AOF文件
everysec    # 将aof_buf缓冲区中所有内容写入,若离上次同步时间操作间隔操作1秒,则再次对AOF进行同步
no          # 将aof_buf缓冲区中所有内容写入,但不同步到AOF文件,何时同步有操作系统决定

AOF文件的载入与数据还原

因为AOF文件中包含了重建数据库状态所需的所有命令,所以服务器只要读入并重新执行一遍AOF文件里保存的写命令,就可以还原服务器关闭之前的数据库状态

AOF重写

因为AOF文件持久化是通过保存被执行的写命令来记录数据库状态,随着时间流逝,AOF文件文件体积会膨胀,而且对相同键值操作很多都是冗余的,所以提供了AOF重写功能

AOF文件重写的实现

AOF文件重写并不需要对现有的AOF文件进行读取、分析和写入操作,这个功能是通过读取当前数据库状态实现的

AOF后重写
BGREWRITEAOF    // AOF重写命令

这种重写操作是需要服务器进程阻塞,所以将AOF文件重写程序放到子进程里执行(不使服务器进程阻塞,同时在不使用锁的情况下保证数据安全)

但是会有一个问题:当在AOF重写期间,服务器进程收到了写命令,这时候会导致AOF缓冲区与AOF文件数据不一致的情况

redis的解决办法如下:

​ redis服务器设置了一个AOF重写缓冲区,这个缓冲区在服务器创建子进程之后开始使用,当服务器执行完一条写命令之后,它会同时将这个命令发送给AOF缓冲区和AOF重写缓冲区;

​ 当子进程重写工作完成之后,它会向父进程发送一个信号,父进程收到信号之后,会条用一个信号处理函数:

  • 将AOF重写缓冲区中所有的内容写入到新的AOF文件中,这时候AOF文件所保存的数据库状态将和服务器当前状态的数据库状态一致
  • 对新的AOF文件进行改名,原子的覆盖现有的AOF文件,远程新旧两个AOF文件的替换

参考
黄键宏老师的《redis设计与实现》,机械工业出版社

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