Redis學習詳解（一）：Redis持久化機制之RDB
Redis的持久化機制有兩種：RDB持久化和AOF持久化。因為Redis是一個記憶體資料庫，如果沒有合適的持久化機制，那麼一旦伺服器程序退出，伺服器中的資料庫狀態也會消失。本章介紹RDB持久化機制。
RDB持久化
RDB持久化，是Redis可以將資料庫狀態儲存到一個RDB檔案中，並可以通過該RDB檔案生成RDB檔案的時候的資料庫狀態。RDB檔案是一個經過壓縮的二進位制檔案。
生成RDB檔案的Redis命令有兩個：
- SAVE
- BGSAVE
SAVE命令會阻塞Redis伺服器，此期間伺服器不能處理任何命令請求；
BGSAVE命令是派生(fork)出一個子程序，然後子程序負責建立RDB檔案，伺服器繼續處理命令請求；
BGSAVE命令執行的伺服器狀態
BGSAVE期間，伺服器處理SAVE、BGSAVE、BGREWRIREAOF三個命令的方式與平時不同。
BGSAVE期間，伺服器會直接拒絕客戶端傳送的SAVE命令，伺服器禁止SAVE命令與BGSAVE命令同時進行是為了避免伺服器程序和子程序同時執行兩個rdbSave呼叫產生競爭條件。
同理，BGSAVE期間的BGSAVE命令也會直接拒絕。
BGREWRITEAOF和BGSAVE兩個命令不能同時執行：
- 如果BGSAVE命令正在執行，客戶端傳送的BGREWRITEAOF命令會被延遲到BGSAVE命令執行完畢之後執行；
- 如果BGREWRITEAOF命令正在執行，那麼客戶端傳送的BGSAVE命令會被伺服器拒絕；
BGREWRITEAOF和BGSAVE不能同時使用主要是處於效能的考慮，因為兩個命令都需要執行大量的磁碟寫入操作。
自動間隔性儲存
在Redis中，使用者可以通過save選項設定多個儲存條件，只要其中任意一個條件滿足，伺服器便執行BGSAVE命令。
save 900 1
save 間隔時間（單位為秒） 修改次數
在原始碼底層的體現是，所有的save選項條件是通過一個saveparam結構儲存的。
點選檢視程式碼
struct saveparam {
time_t seconds;
int changes;
};
伺服器狀態維持了一個dirty計數器和lastsave屬性，dirty計數器記錄了距離上一次成功執行SAVE命令或者BGSAVE命令之後伺服器對資料庫狀態進行修改的次數。lastsave是一個UNIX時間戳，記錄了伺服器上一次成功執行SAVE命令或者BGSAVE命令的時間。
然後Redis有一個伺服器周期函式，用來週期檢查是否滿足save條件，如果滿足則進行BGSAVE。
以上便是Redis自動進行間隔性資料儲存的原理。
RDB檔案結構
RDB檔案分為五個部分：REDIS、db_version、databases、EOF、check_sum。
REDIS
REDIS部分的作用：標識該檔案是一個RDB檔案。
儲存著“REDIS”五個字元。
db_version
db_version部分的作用：標識RDB檔案的版本號。
databases
databases部分的作用：儲存資料庫資訊。
databases部分包含零個或任意多個數據庫，以及各個資料庫的鍵值對。
若伺服器的資料庫狀態為空，那麼該部分也為空。否則儲存各個資料庫的資訊。
每一個非空資料庫在RDB檔案中可以儲存為SELECTDB、db_number、key_value_pairs三個部分。
SELECTDB長度為1位元組，表示接下來讀入的會是一個數據庫號碼。
db_number儲存著一個數據庫號碼，根據號碼不同，伺服器使用SELECT命令進行資料庫切換。
key_value_pairs部分儲存資料庫中所有鍵值對資料，包括如果有過期時間便帶有過期時間。
key_value_pairs
key_value_pairs分為三個部分：TYPE，key，value。
TYPE記錄的是value的型別，有以下幾種常量：
- REDIS_RDB_TYPE_STRING
- REDIS_RDB_TYPE_LIST
- REDIS_RDB_TYPE_SET
- REDIS_RDB_TYPE_ZSET
- REDIS_RDB_TYPE_HASH
- REDIS_RDB_TYPE_LIST_ZIPLIST
- REDIS_RDB_TYPE_SET_INTSET
- REDIS_RDB_TYPE_ZSET_ZIPLIST
- REDIS_RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST
帶有過期時間的鍵值則在三個部分的前面在加上兩個部分：EXPIRETIME_MS，ms。
前面的為標記是存在過期時間的，後面的為過期時間。
value的編碼
value的編碼中的編碼與Redis底層資料型別有關，這裡我們先寫value的編碼。
字串物件
字串物件是TYPE為REDIS_RDB_TYPE_STRING的物件。
字串物件存在可以儲存INT值的編碼，如果為此種編碼，那麼在檔案中的儲存便是先儲存編碼，再儲存值。
ENCODING | integer
字串物件如果是儲存字串的編碼，有壓縮和不壓縮兩種方法儲存字串。
若字串長度小於20位元組，那麼便會原樣儲存；若字串長讀大於20位元組，那麼便壓縮之後再儲存。
如果是無壓縮的字串，儲存在RDB檔案中便是先儲存字串長度，再儲存值。
len | string
如果是壓縮的字串，那麼儲存在RDB中的格式如下：
REDIS_RDB_ENC_LZF（標識已被LZF演算法壓縮） | compressed_len（壓縮後長度） | origin_len（字串原長度） | compressed_string（壓縮之後的字串）
列表物件
列表物件的RDB檔案儲存格式如下：
list_length（列表長度） | item1 | item2 | itemN
集合物件
與列表物件型別，只是TYPE會不同。
set_size（列表長度） | elem1 | elem2 | elemN
雜湊表物件
雜湊表的RDB檔案儲存格式如下：
hash_size|key_value_pair1|……
有序集合物件
與集合物件只是TYPE不同。
INTSET物件
TYPE為REDIS_RDB_TYPE_SET_INTSET，然後將其轉換為字串物件。讀取RDB檔案時候，會將字串物件轉換為原來的INTSET物件。
ZIPLIST編碼的列表、雜湊表或者有序集合
value為一個壓縮列表物件，讀取時只是根據TYPE不同進行逆過程。
總結
RDB是Redis兩種持久化方法之一。
RDB優點：
- 生成多個數據檔案，每一個數據檔案代表某一個時刻的redis的資料，適合冷備份。
- RDB對redis對外提供讀寫服務影響小，可以讓redis保持高效能。
- 相較於AOF持久化機制而言更快。
RDB缺點：
- RDB是一個自動間隔性儲存的機制，所以丟失資料量可能會比AOF多。
- 如果RDB檔案過大，會導致對客戶端提供的服務暫停一段時間。