Redis壶中天-数据库

内容简介：Redis壶中天-数据库

数据库的基本内容

数据库、RDB、AOF、事件

本文所使用的 Redis 版本为3.2.8

数据库

服务器中的数据库

redisServer中的db数组保存服务器中的所有数据库，每个数据库都用一个redisDb结构表示。

切换数据库

默认情况下，客户端的目标数据库的index为0，如下选择2号数据库进行存储:

127.0.0.1:6379> set msg "yrq"
OK
127.0.0.1:6379> get msg
"yrq"
127.0.0.1:6379> select 2
OK
127.0.0.1:6379[2]> get msg
(nil)
127.0.0.1:6379[2]> set msg "hello world"
OK
127.0.0.1:6379[2]> get msg
"hello world"

键空间

redisDb中的dict字典保存数据库中的所有键值对，也称键空间。

键值对的CURD操作

127.0.0.1:6379> set msg "hello"
OK
127.0.0.1:6379> del msg
(integer) 1
127.0.0.1:6379> set msg "hallo"
OK
127.0.0.1:6379> get msg
"hallo"

键的生存或过期时间

使用expire命令可以设置键的过期时间，值可以为秒数或unix时间戳。

127.0.0.1:6379> set name "yrq"
OK
127.0.0.1:6379> expire name 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
"yrq"
127.0.0.1:6379> get name
(nil)

使用ttl和pttl命令查看剩余的生存时间，使用persist命令移除过期时间。

127.0.0.1:6379> set msg "hello"
OK
127.0.0.1:6379> expire msg 2000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl msg
(integer) 1993
127.0.0.1:6379> pttl msg
(integer) 1986927
127.0.0.1:6379> persist msg
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl msg
(integer) -1

redisDb中的expires字典保存了数据库中所有键的过期时间，当键过期时Redis服务器会采用惰性删除和定期删除结合的方式清理过期键。

RDB

RDB机制会将当前的数据库状态保存到一个文件中，是一种持久化机制。rdb文件用于保存和还原redis服务器所有数据库中的所有键值对数据。

创建与载入

执行save或bgsave命令时redis会将数据库状态保存进rdb文件中，不会包含已过期的键。

1. 直接保存 - save

   save命令执行时redis服务器会被阻塞，当save正在执行时，所有客户端发送的请求都被会阻塞

   127.0.0.1:6379> save
   OK
   

2. 子进程保存 - bgsave

   bgsave命令执行时会使用子进程进行rdb文件的创建与保存操作，当bgsave正在执行时，redis服务器可以继续处理客户端发送的命令请求

   127.0.0.1:6379> bgsave
   Background saving started
   

3. 载入

   在rdb文件的载入过程中，会一直处于阻塞状态。启动redis服务器时，若开启了RDB功能则载入rdb文件。

设置保存条件

假设保存条件如下:

save 900 1
save 300 10
save 60 10000

只要满足这三个条件中的一条就会自动执行bgsave命令:

• 服务器在900秒内对数据库进行了至少1次修改
• 服务器在300秒内对数据库进行了至少10次修改
• 服务器在60秒内对数据库进行了至少10000次修改

文件结构

一个完整的rdb文件通常包含这几个部分:

• REDIS - ‘REDIS’字符串
• db_version - 整数字符，表示rdb文件版本
• database - 包含一个或多个数据库与其中的键值对数据
• EOF - 常量，标志rdb文件正文结束
• check_sum - rdb文件校验和

AOF

AOF(Append Only File)是另一种持久化机制，它是通过保存redis服务器执行的写命令来记录数据库状态的。

持久化过程

1. 命令追加
   当数据库执行写命令后，会以协议格式将写命令存入服务器状态的aof_buf缓冲区

2. 写入与加载

   在redis服务器的每个事件循环进程中，都会执行一个flushAppendOnlyFile函数。

   appendfsync值对flushAppendOnlyFile函数行为的影响:

   • always - 将缓冲区内容写入并同步到AOF文件
   • everysec - 将缓冲区内容写入到AOF文件中，每超过1秒钟都会对AOF文件进行一次同步
   • no - 将缓冲区内容写入AOF文件，不同步

载入与还原

1. 服务器启动载入程序
2. 创建伪客户端
3. 从AOF文件中分析并读取出写命令
4. 使用伪客户端执行被读出的写命令
5. 重复执行步骤3和4，直到aof文件中的所有写命令被执行

重写

为了解决随着服务器运行时间流逝而产生的AOF文件体积膨胀问题，提供了AOF文件的重写功能，可以过滤掉冗余的写入命令，缩小文件体积。

重写实现

AOF重写并不读取、分析现有AOF文件，而是直接读取服务器当前的数据库状态。

若旧的AOF文件中保存有对某一个键的多个操作，则重写时通过读取数据库中这个键的值，使用一条命令记录键值对，代替之前的多条命令。

后台重写

若直接用aof_rewrite函数会造成服务器的阻塞，在重写期间无法接受客户端的命令请求，需要一种使用子进程的后台重写实现。

bgwriteaof命令是后台重写命令，执行时服务器会维护一个AOF重写缓冲区，该缓冲区会在子进程创建新AOF文件期间保存服务器执行的所有写命令。当子进程完成AOF文件的创建时会将重写缓冲区中的写命令追加到AOF文件末尾，使新旧AOF文件保存的数据库状态一致，以新替旧，完成重写。

事件

Redis服务器是一个事件驱动的程序，需要处理的事件分为两类：文件事件和时间事件

文件事件

Redis服务器通过套接字与客户端进行连接，文件事件就是服务器对套接字操作的抽象。服务器与客户端的通信会产生其他文件，而服务器通过监听并处理这些事件来完成一系列网络通信操作。

文件处理器是给予Reactor模式实现的网络通信程序，由以下几个部分组成:

1. 套接字
2. I/O多路复用程序
3. 文件事件分派器
4. 事件处理器

文件事件分为读事件和写事件。

事件处理器中包含处理多种不同网络通信需求的处理器:连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器等。

时间事件

Redis服务器中的一些操作需要在给定的时间点执行，而时间事件就是服务器对这类定时操作的抽象。

时间事件分为定时事件和周期事件，定时事件只在指定的时间到达一次，周期时间每隔一段时间到达一次。

一个时间事件都由id(全局唯一id)、when(UNIX时间戳)和timeProc(时间事件处理器)三部分组成。

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持 码农网

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