05-Redis 持久化之RDB 的奥秘

大家好，我是飓风。

上一篇中，Redis 持久化AOF你真的了解吗？，我们聊了AOF，我们知道AOF记录了所有执行的命令，体积较大，恢复的时候需要逐条执行进行恢复，恢复速度会比较慢，那有没有体积小，恢复速度很快的方式呢？用过的redis的人，我想大多数人都是知道RDB的，那么今天就来说说Redis RDB的持久化。

什么是RDB

RDB 是Redis DataBase 的缩写。

RDB 中文我们称之为内存快照【RDB 文件是经过压缩的二进制文件，占用空间很小】，也就是记录redis某一时刻的内存中的全部数据，将这个时刻的数据持久化到磁盘，实际有多少数据就存储多少，而不是像AOF那样，同样的key，操作多次，会有多条记录，都会持久化到AOF中。

所以要时刻记住，RDB 记录的是某一时刻的内存数据，不是操作的记录，所以在恢复的时候，直接加载数据到内存，而不是执行操作记录恢复，所以恢复速度会很快。

RDB 文件的生成

好了，了解完RDB 的概念之后，RDB文件是怎么生成的呢？

redis 给我们提供了两个命令用于生成RDB文件。

• save：阻塞redis 主线程。
• bgsave: 执行过程不会阻塞redis主线程。

大多数情况都会配置走bgsave 来生成RDB文件，由于save命令会阻塞redis主线程，会操作redis不能处理其他读写请求，这个业务肯定是不能容忍的。而bgsave并不会阻塞【这里不会阻塞说的是生成RDB不会阻塞】，bgsave这里我们需要详细的说明。

过程如下：

• 执行bgsave命令 。
• redis 主线程会fork 出 bgsave 子进程。
• bgsave子进程 会读取redis 的内存数据，生成RDB 文件。

这里有些细节需要重点说下，是怎么读取内存数据的呢？

fork子进程 会阻塞redis 主线程，因为fork过程copy 当时redis 内存的内存页表给子进程，如果redis 内存很大，那么页表的就很大，那么copy 的过程就会增加时间，那么copy这段时间内，redis 是不能处理新来的请求，那么redis的延迟就会增加了，阻塞了redis 主线程的读写操作。

copy完成内存页表之后，那么此时子进程和redis 主线程(或者叫主进程）的内存页面都指向了同一块内存地址，子进程bgsave就可以读取内存数据，开始生成RDB文件了。

因为RDB是redis 某一时刻的全部内存快照，那么如果在生成RDB文件的过程中，如果新的请求过来，修改了某个key，那么这个内存快照是不是就会被破坏掉了呢？

这里是不会破坏掉的，这里redis 用到的linux 的写时复制技术（CopyOnWrite，缩写COW），当有一个写操作过来的时候，如果此时这个key存在，那么会复制这个key所在的内存页到一块新的地址，然后再接着修改内容，如果内存页很大，那么当时的这个写操作就会很慢，增大延迟，所以redis 所在的机器不要开启大页机制。由于redis这里利用COW技术，既不会阻塞新的请求的处理，也不会破坏当时的内存快照了。

具体看图说话：

bgsave 在进行fork子进程的过程。

左侧为redis主线程的内存页面，fork的过程需要copy给子进程一份，然后父子进程都指向了相同的内存地址，也就是都指向了黄色内存区域内的蓝色长方形，蓝色长方形可以理解为内存页。

当发生了key的修改会发生了什么，继续看图说话：

这个是修改了C，那么就会copy C 所在的内存页到一个新的地址，接着修改C的内容，此时主线程的内存页面也会指向到新的内存地址。注意看图里的箭头也发生了变化。【子进程箭头或者说映射关系会保持不变】。

如果在RDB生成过程中，有大量的修改操作，可能会造成内存不足，因为会copy大量的内存页，最坏的情况会增加为原来内存的2倍。

缺点

说了RDB生成的过程，那么RDB 有什么缺点呢？ 缺点我想大家肯定都已经清楚了，就是RDB 保存的是某一时刻的内存全部数据，假如我们是在t时刻生成RDB 文件，那么生成的时间是5s，那么在t之后的这段5s 内的内存数据，是不能进行保存的，那么就会丢失掉。所以你一定要合理配置生成RDB的频率。

其实在reids 4 之后，redis 还提供了AOF 和RDB 混合使用的方式，就是在每次生成RDB之间增加AOF，这样AOF的文件也不会很大，同时也弥补了每次生成RDB之间会丢失数据的缺点。

混合持久化本质是通过 AOF 后台重写（bgrewriteaof 命令）完成的，不同的是当开启混合持久化时，fork 出的子进程先将当前全量数据以 RDB 方式写入新的 AOF 文件，然后再将 AOF 重写缓冲区（aof_rewrite_buf_blocks）的增量命令以 AOF 方式写入到文件，写入完成后通知主进程将新的含有 RDB 格式和 AOF 格式的 AOF 文件替换旧的的 AOF 文件。

开启：混合持久化的配置参数为 aof-use-rdb-preamble，配置为 yes 时开启混合持久化，在 redis 4 刚引入时，默认是关闭混合持久化的，但是在 redis 5 中默认已经打开了。
关闭：使用 aof-use-rdb-preamble no 配置即可关闭混合持久化。

优点：结合 RDB 和 AOF 的优点, 更快的重写和恢复。
缺点：AOF 文件里面的 RDB 部分不再是 AOF 格式，可读性差。

总结

什么是RDB？

RDB 文件是是经过压缩的二进制文件，占用空间很小，redis某一时刻的全部内存数据。

RDB的生成过程

这里需要注意fork子进程bgsave 都干了什么，
1 生成fork 子进程
fork过程是会阻塞主线程的，因为会copy 内存页面，内存越大，页面就越大，那么copy 就会很慢，延迟就会增加。
2 生成之后，子进程和父进程页表都指向了相同的内存地址，此时开始读取内存，生成RDB。

RDB缺点

RDB 在服务器故障时容易造成数据的丢失，因为存储的是某一时刻的数据。
当内存很大的时候，页表就很大，页面的拷贝会让fork过程很慢。
如果存在修改key的操作，那么COW会涉及到内存页的拷贝，如果开启大页机制，那么拷贝就会变慢，增加主线程的延迟，redis 不要开启大页机制。
COW技术可能会造成内存扩张为原来的两倍，造成内存不足。

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