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[大数据]redis之紧凑的rdb文件

一、简介

rdb是redis持久化的一种方式,存储的是redis服务器在某个时刻的所有内存数据。在redis启动时可以直接解析加载到内存以恢复数据。
触发时机:

  • save命令
  • bgsave命令
  • serverCron定时任务,满足持久化条件时
  • 主从全量复制落盘方式
  • aof重写(aof和rdb混合使用方式)

以下以redis6.2.6代码为例
整个rdb文件分为三部分,头部,数据部分,结尾。
本例操作:

127.0.0.1:6379> hset student name zhangsan age 18 class 1-1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpush mylist c c++ python go java
(integer) 5
127.0.0.1:6379> set name lisi ex 30
OK
127.0.0.1:6379> save
OK
127.0.0.1:6379> 

二、头

主要是一些版本信息,魔术信息。
请添加图片描述

2.1 魔术值

//rdb.h
#define RDB_VERSION 9
snprintf(magic,sizeof(magic),"REDIS%04d",RDB_VERSION);
if (rdbWriteRaw(rdb,magic,9) == -1) goto werr;

在这里插入图片描述

2.2 版本信息

//version.h
#define REDIS_VERSION "6.2.6"
 if (rdbSaveAuxFieldStrStr(rdb,"redis-ver",REDIS_VERSION) == -1) return -1;

而对于数据存储格式为如下图,len:value, 而len又经过了变长的编码处理,进一步节省空间。
请添加图片描述

头部数据都是一些附属信息,所以类型为RDB_OPCODE_AUX

//rdb.h
#define RDB_OPCODE_AUX        250   /* RDB aux field. */
/* Save an AUX field. */
ssize_t rdbSaveAuxField(rio *rdb, void *key, size_t keylen, void *val, size_t vallen) {
    ssize_t ret, len = 0;
    if ((ret = rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_AUX)) == -1) return -1;
    len += ret;
    if ((ret = rdbSaveRawString(rdb,key,keylen)) == -1) return -1;
    len += ret;
    if ((ret = rdbSaveRawString(rdb,val,vallen)) == -1) return -1;
    len += ret;
    return len;
}

在这里插入图片描述

2.3 操作系统位数

表示操作系统的位数,32位还是64位的操作系统。

 int redis_bits = (sizeof(void*) == 8) ? 64 : 32;
 ...
 if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"redis-bits",redis_bits) == -1) return -1;

对于整数值,先将整数值,转换位字符串形式,比如一个字节表示的64 转换为两个字节的字符串"64",这样就都是统一的调用rdbSaveAuxField函数进行处理。

//server.h
#define LONG_STR_SIZE      21          /* Bytes needed for long -> str + '\0' */
/* Wrapper for strlen(key) + integer type (up to long long range). */
ssize_t rdbSaveAuxFieldStrInt(rio *rdb, char *key, long long val) {
    char buf[LONG_STR_SIZE];
    int vlen = ll2string(buf,sizeof(buf),val);
    return rdbSaveAuxField(rdb,key,strlen(key),buf,vlen);
}

而为了减少存储的数据空间,当value是数值型的字符串时,将尝试将其进行整数编码,如果编码成功,则直接写入数字,从而节省存储空间。当字符串长度小于11字节时,尝试进行整数编码。
为啥是11字节呢?
因为最长整数编码是使用4字节,4字节表示范围[-2147483648,2147483647],转换为字符串加上负号就刚好11字节。

ssize_t rdbSaveRawString(rio *rdb, unsigned char *s, size_t len) {
    int enclen;
    ssize_t n, nwritten = 0;

    /* Try integer encoding */
    if (len <= 11) {
        unsigned char buf[5];
        if ((enclen = rdbTryIntegerEncoding((char*)s,len,buf)) > 0) {
            if (rdbWriteRaw(rdb,buf,enclen) == -1) return -1;
            return enclen;
        }
    }
    ...

}

从下图可以看出,数值编码都是11开头的,而长度编码都是10,01,00开头的。
请添加图片描述
在这里插入图片描述

2.4 rdb生成时间戳

 if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"ctime",time(NULL)) == -1) return -1;

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
通过上面的验证,数值经过整数编码后确实是小端序。

2.5 使用的总内存

 if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"used-mem",zmalloc_used_memory()) == -1) return -1;
size_t zmalloc_used_memory(void) {
    size_t um;
    atomicGet(used_memory,um);
    return um;
}

在这里插入图片描述
其中内存的单位是字节

2.6 可选部分

当前redis就是一个单独的master,没有主从,所以这些相关信息也没有。

 /* Handle saving options that generate aux fields. */
    if (rsi) {
        if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"repl-stream-db",rsi->repl_stream_db)
            == -1) return -1;
        if (rdbSaveAuxFieldStrStr(rdb,"repl-id",server.replid)
            == -1) return -1;
        if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"repl-offset",server.master_repl_offset)
            == -1) return -1;
    }

2.7 aof混用标志

结合rdb和aof的优点,可以将他们合并到一个文件里,可以通过配置aof-use-rdb-preamble yes开启(此版本默认开启),则持久化文件中前半部分为rdb内容,后半部分为aof内存。
此标志还需要结合具体操作进行区分,因为我这里执行的是save生成的rdb文件,所以整个文件中只有rdb内容,没有混合aof,所以这里aof-preamble为0。

int aof_preamble = (rdbflags & RDBFLAGS_AOF_PREAMBLE) != 0;
...
 if (rdbSaveAuxFieldStrInt(rdb,"aof-preamble",aof_preamble) == -1) return -1;

在这里插入图片描述

2.8 module信息

 if (rdbSaveModulesAux(rdb, REDISMODULE_AUX_BEFORE_RDB) == -1) goto werr;

遍历整个modules,从中查找需要存储的对象

ssize_t rdbSaveModulesAux(rio *rdb, int when) {
    size_t total_written = 0;
    dictIterator *di = dictGetIterator(modules);
    dictEntry *de;

    while ((de = dictNext(di)) != NULL) {
        struct RedisModule *module = dictGetVal(de);
        listIter li;
        listNode *ln;

        listRewind(module->types,&li);
        while((ln = listNext(&li))) {
            moduleType *mt = ln->value;
            if (!mt->aux_save || !(mt->aux_save_triggers & when))
                continue;
            ssize_t ret = rdbSaveSingleModuleAux(rdb, when, mt);
            if (ret==-1) {
                dictReleaseIterator(di);
                return -1;
            }
            total_written += ret;
        }
    }

    dictReleaseIterator(di);
    return total_written;
}

调用module中具体的自己的save函数进行保存。

ssize_t rdbSaveSingleModuleAux(rio *rdb, int when, moduleType *mt) {
    /* Save a module-specific aux value. */
    RedisModuleIO io;
    int retval = rdbSaveType(rdb, RDB_OPCODE_MODULE_AUX);
    if (retval == -1) return -1;
    moduleInitIOContext(io,mt,rdb,NULL);
    io.bytes += retval;

    /* Write the "module" identifier as prefix, so that we'll be able
     * to call the right module during loading. */
    retval = rdbSaveLen(rdb,mt->id);
    if (retval == -1) return -1;
    io.bytes += retval;

    /* write the 'when' so that we can provide it on loading. add a UINT opcode
     * for backwards compatibility, everything after the MT needs to be prefixed
     * by an opcode. */
    retval = rdbSaveLen(rdb,RDB_MODULE_OPCODE_UINT);
    if (retval == -1) return -1;
    io.bytes += retval;
    retval = rdbSaveLen(rdb,when);
    if (retval == -1) return -1;
    io.bytes += retval;

    /* Then write the module-specific representation + EOF marker. */
    mt->aux_save(&io,when);
    retval = rdbSaveLen(rdb,RDB_MODULE_OPCODE_EOF);
    if (retval == -1)
        io.error = 1;
    else
        io.bytes += retval;

    if (io.ctx) {
        moduleFreeContext(io.ctx);
        zfree(io.ctx);
    }
    if (io.error)
        return -1;
    return io.bytes;
}

三、身体

请添加图片描述

逐一遍历所有的数据库,获取所有的数据,然后根据不同类型的值进行编码,写入文件中。

for (j = 0; j < server.dbnum; j++) {
	 redisDb *db = server.db+j;
     dict *d = db->dict;
     if (dictSize(d) == 0) continue;
 	 ...
}

3.1 选择数据库

先选择数据库,后续的数据则能知道具体是写入哪个数据库的。

#define RDB_OPCODE_SELECTDB   254   /* DB number of the following keys. */
	/* Write the SELECT DB opcode */
	if (rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_SELECTDB) == -1) goto werr;
	if (rdbSaveLen(rdb,j) == -1) goto werr;

在这里插入图片描述

3.2 字典中key的总个数

因为有了总个数,加载时,就能提前为hash分配好适合的大小,而不用频繁的rehash。
其中存储了正常字典的key个数,以及过期字典的key个数。

#define RDB_OPCODE_RESIZEDB   251   /* Hash table resize hint. */
 /* Write the RESIZE DB opcode. */
        uint64_t db_size, expires_size;
        db_size = dictSize(db->dict);
        expires_size = dictSize(db->expires);
        if (rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_RESIZEDB) == -1) goto werr;
        if (rdbSaveLen(rdb,db_size) == -1) goto werr;
        if (rdbSaveLen(rdb,expires_size) == -1) goto werr;

在这里插入图片描述

3.3 迭代字典中的每一项

di = dictGetSafeIterator(d);
...

/* Iterate this DB writing every entry */
while((de = dictNext(di)) != NULL) {
    ...
}
dictReleaseIterator(di);
di = NULL; /* So that we don't release it again on error. */

3.3.1 获取key,value,expire

sds keystr = dictGetKey(de);
robj key, *o = dictGetVal(de);
long long expire;

initStaticStringObject(key,keystr);
expire = getExpire(db,&key);

3.3.2 保存键值对

将获取到的key-value和过期时间写入文件。

 if (rdbSaveKeyValuePair(rdb,&key,o,expire) == -1) goto werr;

3.3.2.1 保存过期时间

如果当前key没有设置过期时间,则跳过。

#define RDB_OPCODE_EXPIRETIME_MS 252    /* Expire time in milliseconds. */
/* Save the expire time */
    if (expiretime != -1) {
        if (rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_EXPIRETIME_MS) == -1) return -1;
        if (rdbSaveMillisecondTime(rdb,expiretime) == -1) return -1;
    }

存储的是小端序的过期时间点的时间戳。

int rdbSaveMillisecondTime(rio *rdb, long long t) {
    int64_t t64 = (int64_t) t;
    memrev64ifbe(&t64); /* Store in little endian. */
    return rdbWriteRaw(rdb,&t64,8);
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

3.3.2.2 保存lru信息

如果配置了淘汰策略使用lru策略,则将lru时间戳保存,这个时间戳是uint64_t类型,直接通过整数编码方式进行存储,这样节省空间。

#define RDB_OPCODE_IDLE       248   /* LRU idle time. */
 int savelru = server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_LRU;
 ...
/* Save the LRU info. */
    if (savelru) {
        uint64_t idletime = estimateObjectIdleTime(val);
        idletime /= 1000; /* Using seconds is enough and requires less space.*/
        if (rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_IDLE) == -1) return -1;
        if (rdbSaveLen(rdb,idletime) == -1) return -1;
    }

请添加图片描述

3.3.2.3 保存lfu信息

对于配置了lfu的淘汰策略,只是保存了一个字节的计数。

#define RDB_OPCODE_FREQ       249   /* LFU frequency. */
  int savelfu = server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_LFU;
  ...
 /* Save the LFU info. */
    if (savelfu) {
        uint8_t buf[1];
        buf[0] = LFUDecrAndReturn(val);
        /* We can encode this in exactly two bytes: the opcode and an 8
         * bit counter, since the frequency is logarithmic with a 0-255 range.
         * Note that we do not store the halving time because to reset it
         * a single time when loading does not affect the frequency much. */
        if (rdbSaveType(rdb,RDB_OPCODE_FREQ) == -1) return -1;
        if (rdbWriteRaw(rdb,buf,1) == -1) return -1;
    }

在这里插入图片描述
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3.3.2.4 保存键值对

 /* Save type, key, value */
    if (rdbSaveObjectType(rdb,val) == -1) return -1;
    if (rdbSaveStringObject(rdb,key) == -1) return -1;
    if (rdbSaveObject(rdb,val,key) == -1) return -1;

根据值对象的不同类型以及不同的编码方式,设置对应的类型

/* Save the object type of object "o". */
int rdbSaveObjectType(rio *rdb, robj *o) {
    switch (o->type) {
    case OBJ_STRING:
        return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_STRING);
    case OBJ_LIST:
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_QUICKLIST)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_LIST_QUICKLIST);
        else
            serverPanic("Unknown list encoding");
    case OBJ_SET:
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_INTSET)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_SET_INTSET);
        else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_SET);
        else
            serverPanic("Unknown set encoding");
    case OBJ_ZSET:
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_ZSET_ZIPLIST);
        else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_SKIPLIST)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_ZSET_2);
        else
            serverPanic("Unknown sorted set encoding");
    case OBJ_HASH:
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST);
        else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_HASH);
        else
            serverPanic("Unknown hash encoding");
    case OBJ_STREAM:
        return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_STREAM_LISTPACKS);
    case OBJ_MODULE:
        return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_MODULE_2);
    default:
        serverPanic("Unknown object type");
    }
    return -1; /* avoid warning */
}

在这里插入图片描述

3.3.2.4.1 String类型的值
#define RDB_TYPE_STRING 0
ssize_t rdbSaveObject(rio *rdb, robj *o, robj *key) {
    ssize_t n = 0, nwritten = 0;

    if (o->type == OBJ_STRING) {
        /* Save a string value */
        if ((n = rdbSaveStringObject(rdb,o)) == -1) return -1;
        nwritten += n;
    } 
    ...
   }

在这里插入图片描述

3.3.2.4.2 List类型的值
#define RDB_TYPE_LIST_QUICKLIST 14

可以看出list类型的编码方式只能是quicklist方式编码,而quicklist是一个以ziplist为节点的双向链表。
其中ziplist节点可以压缩或者不压缩。
其中ziplsit可参考redis之ziplist

/* Save a list value */
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_QUICKLIST) {
            quicklist *ql = o->ptr;
            quicklistNode *node = ql->head;

            if ((n = rdbSaveLen(rdb,ql->len)) == -1) return -1;
            nwritten += n;

            while(node) {
                if (quicklistNodeIsCompressed(node)) {
                    void *data;
                    size_t compress_len = quicklistGetLzf(node, &data);
                    if ((n = rdbSaveLzfBlob(rdb,data,compress_len,node->sz)) == -1) return -1;
                    nwritten += n;
                } else {
                    if ((n = rdbSaveRawString(rdb,node->zl,node->sz)) == -1) return -1;
                    nwritten += n;
                }
                node = node->next;
            }
        } else {
            serverPanic("Unknown list encoding");
        }

在这里插入图片描述

  • 压缩节点
    对于压缩节点,存储了一个字节的标识,然后存储了压缩后的长度以及压缩前的长度,最后是压缩后的数据。
ssize_t rdbSaveLzfBlob(rio *rdb, void *data, size_t compress_len,
                       size_t original_len) {
    unsigned char byte;
    ssize_t n, nwritten = 0;

    /* Data compressed! Let's save it on disk */
    byte = (RDB_ENCVAL<<6)|RDB_ENC_LZF;
    if ((n = rdbWriteRaw(rdb,&byte,1)) == -1) goto writeerr;
    nwritten += n;

    if ((n = rdbSaveLen(rdb,compress_len)) == -1) goto writeerr;
    nwritten += n;

    if ((n = rdbSaveLen(rdb,original_len)) == -1) goto writeerr;
    nwritten += n;

    if ((n = rdbWriteRaw(rdb,data,compress_len)) == -1) goto writeerr;
    nwritten += n;

    return nwritten;

writeerr:
    return -1;
}
  • 非压缩节点
    ziplist本身就是一个连续的空间,所以当作一个字节字符串来存储。
3.3.2.4.3 Set类型的值

对于set类型的数据,其中编码方式有两种,hash和intset。
其中hash可参考redis之hash
intset可参考redis之intset

因为set类型,如果使用hash编码,只保存了key,没有保存value。

else if (o->type == OBJ_SET) {
        /* Save a set value */
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT) {
            dict *set = o->ptr;
            dictIterator *di = dictGetIterator(set);
            dictEntry *de;

            if ((n = rdbSaveLen(rdb,dictSize(set))) == -1) {
                dictReleaseIterator(di);
                return -1;
            }
            nwritten += n;

            while((de = dictNext(di)) != NULL) {
                sds ele = dictGetKey(de);
                if ((n = rdbSaveRawString(rdb,(unsigned char*)ele,sdslen(ele)))
                    == -1)
                {
                    dictReleaseIterator(di);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
            }
            dictReleaseIterator(di);
        } else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_INTSET) {
            size_t l = intsetBlobLen((intset*)o->ptr);

            if ((n = rdbSaveRawString(rdb,o->ptr,l)) == -1) return -1;
            nwritten += n;
        } else {
            serverPanic("Unknown set encoding");
        }
    }

在这里插入图片描述

而对于intset对象,本身就是一个连续的整数数组,所以元素非常少时,才能进行整数编码存储,否则就是直接的intset对象数据。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

3.3.2.4.4 Zset类型的值

而对于有序集合,编码方式有ziplist和skiplist。对于压缩列表上面已经涉及到了,这里就不再说,主要看skiplist如何存储的。skiplist中保存了key,以及key的一个double的score值。

else if (o->type == OBJ_ZSET) {
        /* Save a sorted set value */
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST) {
            size_t l = ziplistBlobLen((unsigned char*)o->ptr);

            if ((n = rdbSaveRawString(rdb,o->ptr,l)) == -1) return -1;
            nwritten += n;
        } else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_SKIPLIST) {
            zset *zs = o->ptr;
            zskiplist *zsl = zs->zsl;

            if ((n = rdbSaveLen(rdb,zsl->length)) == -1) return -1;
            nwritten += n;

            /* We save the skiplist elements from the greatest to the smallest
             * (that's trivial since the elements are already ordered in the
             * skiplist): this improves the load process, since the next loaded
             * element will always be the smaller, so adding to the skiplist
             * will always immediately stop at the head, making the insertion
             * O(1) instead of O(log(N)). */
            zskiplistNode *zn = zsl->tail;
            while (zn != NULL) {
                if ((n = rdbSaveRawString(rdb,
                    (unsigned char*)zn->ele,sdslen(zn->ele))) == -1)
                {
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
                if ((n = rdbSaveBinaryDoubleValue(rdb,zn->score)) == -1)
                    return -1;
                nwritten += n;
                zn = zn->backward;
            }
        } else {
            serverPanic("Unknown sorted set encoding");
        }
    }

score存储为小端序,8字节或者更大。

int rdbSaveBinaryDoubleValue(rio *rdb, double val) {
    memrev64ifbe(&val);
    return rdbWriteRaw(rdb,&val,sizeof(val));
}

在这里插入图片描述

3.3.2.4.5 Hash类型的值

hash类型有两种存储方式,一种是ziplist, 另一种为真正的hash结构。而ziplist结构上面已经涉及到,这里就不再赘述。

#define RDB_TYPE_HASH   4
...
#define RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST  13
case OBJ_HASH:
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST);
        else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT)
            return rdbSaveType(rdb,RDB_TYPE_HASH);
        else
            serverPanic("Unknown hash encoding");
  • 压缩列表形式(ziplist)
else if (o->type == OBJ_HASH) {
        /* Save a hash value */
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST) {
            size_t l = ziplistBlobLen((unsigned char*)o->ptr);

            if ((n = rdbSaveRawString(rdb,o->ptr,l)) == -1) return -1;
            nwritten += n;

        }
  • hash类型
 else if (o->type == OBJ_HASH) {
       ...
       else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT) {
            dictIterator *di = dictGetIterator(o->ptr);
            dictEntry *de;

            if ((n = rdbSaveLen(rdb,dictSize((dict*)o->ptr))) == -1) {
                dictReleaseIterator(di);
                return -1;
            }
            nwritten += n;

            while((de = dictNext(di)) != NULL) {
                sds field = dictGetKey(de);
                sds value = dictGetVal(de);

                if ((n = rdbSaveRawString(rdb,(unsigned char*)field,
                        sdslen(field))) == -1)
                {
                    dictReleaseIterator(di);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
                if ((n = rdbSaveRawString(rdb,(unsigned char*)value,
                        sdslen(value))) == -1)
                {
                    dictReleaseIterator(di);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
            }
            dictReleaseIterator(di);
        } else {
            serverPanic("Unknown hash encoding");
        }

key和value都有可能是数字类型,能够编码成整数,所以存储后的数据各种类型的都有。
在这里插入图片描述

3.3.2.4.6 Stream类型的值

stream类型使用的rax树进行组织存储的,具体的rax结构可参考redis之radix tree
而实际数据是通过listpack进行存储的,listpack可参考redis之listpack

else if (o->type == OBJ_STREAM) {
        /* Store how many listpacks we have inside the radix tree. */
        stream *s = o->ptr;
        rax *rax = s->rax;
        if ((n = rdbSaveLen(rdb,raxSize(rax))) == -1) return -1;
        nwritten += n;

        /* Serialize all the listpacks inside the radix tree as they are,
         * when loading back, we'll use the first entry of each listpack
         * to insert it back into the radix tree. */
        raxIterator ri;
        raxStart(&ri,rax);
        raxSeek(&ri,"^",NULL,0);
        while (raxNext(&ri)) {
            unsigned char *lp = ri.data;
            size_t lp_bytes = lpBytes(lp);
            if ((n = rdbSaveRawString(rdb,ri.key,ri.key_len)) == -1) {
                raxStop(&ri);
                return -1;
            }
            nwritten += n;
            if ((n = rdbSaveRawString(rdb,lp,lp_bytes)) == -1) {
                raxStop(&ri);
                return -1;
            }
            nwritten += n;
        }
        raxStop(&ri);

        /* Save the number of elements inside the stream. We cannot obtain
         * this easily later, since our macro nodes should be checked for
         * number of items: not a great CPU / space tradeoff. */
        if ((n = rdbSaveLen(rdb,s->length)) == -1) return -1;
        nwritten += n;
        /* Save the last entry ID. */
        if ((n = rdbSaveLen(rdb,s->last_id.ms)) == -1) return -1;
        nwritten += n;
        if ((n = rdbSaveLen(rdb,s->last_id.seq)) == -1) return -1;
        nwritten += n;

        /* The consumer groups and their clients are part of the stream
         * type, so serialize every consumer group. */

        /* Save the number of groups. */
        size_t num_cgroups = s->cgroups ? raxSize(s->cgroups) : 0;
        if ((n = rdbSaveLen(rdb,num_cgroups)) == -1) return -1;
        nwritten += n;

        if (num_cgroups) {
            /* Serialize each consumer group. */
            raxStart(&ri,s->cgroups);
            raxSeek(&ri,"^",NULL,0);
            while(raxNext(&ri)) {
                streamCG *cg = ri.data;

                /* Save the group name. */
                if ((n = rdbSaveRawString(rdb,ri.key,ri.key_len)) == -1) {
                    raxStop(&ri);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;

                /* Last ID. */
                if ((n = rdbSaveLen(rdb,cg->last_id.ms)) == -1) {
                    raxStop(&ri);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
                if ((n = rdbSaveLen(rdb,cg->last_id.seq)) == -1) {
                    raxStop(&ri);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;

                /* Save the global PEL. */
                if ((n = rdbSaveStreamPEL(rdb,cg->pel,1)) == -1) {
                    raxStop(&ri);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;

                /* Save the consumers of this group. */
                if ((n = rdbSaveStreamConsumers(rdb,cg)) == -1) {
                    raxStop(&ri);
                    return -1;
                }
                nwritten += n;
            }
            raxStop(&ri);
        }
    }

请添加图片描述

3.3.2.4.6 Module类型的值
 else if (o->type == OBJ_MODULE) {
        /* Save a module-specific value. */
        RedisModuleIO io;
        moduleValue *mv = o->ptr;
        moduleType *mt = mv->type;

        /* Write the "module" identifier as prefix, so that we'll be able
         * to call the right module during loading. */
        int retval = rdbSaveLen(rdb,mt->id);
        if (retval == -1) return -1;
        moduleInitIOContext(io,mt,rdb,key);
        io.bytes += retval;

        /* Then write the module-specific representation + EOF marker. */
        mt->rdb_save(&io,mv->value);
        retval = rdbSaveLen(rdb,RDB_MODULE_OPCODE_EOF);
        if (retval == -1)
            io.error = 1;
        else
            io.bytes += retval;

        if (io.ctx) {
            moduleFreeContext(io.ctx);
            zfree(io.ctx);
        }
        return io.error ? -1 : (ssize_t)io.bytes;
    }

在这里插入图片描述
对于module,需要moule内部自己的结构自己进行序列化到文件。

四、尾巴

8字节的校验和。在每次写入文件时,都在同步计算校验和。

  /* CRC64 checksum. It will be zero if checksum computation is disabled, the
     * loading code skips the check in this case. */
    cksum = rdb->cksum;
    memrev64ifbe(&cksum);
    if (rioWrite(rdb,&cksum,8) == 0) goto werr;

在write前,会判断是否设置了update_cksum回调函数,设置了,则进行计算校验和。

static inline size_t rioWrite(rio *r, const void *buf, size_t len) {
    if (r->flags & RIO_FLAG_WRITE_ERROR) return 0;
    while (len) {
        size_t bytes_to_write = (r->max_processing_chunk && r->max_processing_chunk < len) ? r->max_processing_chunk : len;
        if (r->update_cksum) r->update_cksum(r,buf,bytes_to_write);
        if (r->write(r,buf,bytes_to_write) == 0) {
            r->flags |= RIO_FLAG_WRITE_ERROR;
            return 0;
        }
        buf = (char*)buf + bytes_to_write;
        len -= bytes_to_write;
        r->processed_bytes += bytes_to_write;
    }
    return 1;
}

rio句柄初始化时是不计算校验和的

static const rio rioFileIO = {
    rioFileRead,
    rioFileWrite,
    rioFileTell,
    rioFileFlush,
    NULL,           /* update_checksum */
    0,              /* current checksum */
    0,              /* flags */
    0,              /* bytes read or written */
    0,              /* read/write chunk size */
    { { NULL, 0 } } /* union for io-specific vars */
};

void rioInitWithFile(rio *r, FILE *fp) {
    *r = rioFileIO;
    r->io.file.fp = fp;
    r->io.file.buffered = 0;
    r->io.file.autosync = 0;
}

只有在redis.conf中rdbchecksum yes配置开启时,才会设置相应的回调函数进行计算校验和。

 if (server.rdb_checksum)
        rdb->update_cksum = rioGenericUpdateChecksum;
void rioGenericUpdateChecksum(rio *r, const void *buf, size_t len) {
    r->cksum = crc64(r->cksum,buf,len);
}

而redis.conf中默认配置是开的。从注释中可知,redis5就有了crc64校验了,但是在生成或者加载rdb文件时会损失10%性能,如果追求最大性能可以禁用计算校验和。

# Since version 5 of RDB a CRC64 checksum is placed at the end of the file.
# This makes the format more resistant to corruption but there is a performance
# hit to pay (around 10%) when saving and loading RDB files, so you can disable it
# for maximum performances.
#
# RDB files created with checksum disabled have a checksum of zero that will
# tell the loading code to skip the check.
rdbchecksum yes

如果没有配置,则默认是开启的。

standardConfig configs[] = {
    /* Bool configs */
    createBoolConfig("rdbchecksum", NULL, IMMUTABLE_CONFIG, server.rdb_checksum, 1, NULL, NULL),
...
}

五、压缩

对于很大的数据,可以通过压缩的方式减少数据的大小,redis可以通过配置rdbcompression yes使用lzf压缩算法进行压缩数据。并且默认是开启的。

配置文件中默认是开启的

# Compress string objects using LZF when dump .rdb databases?
# By default compression is enabled as it's almost always a win.
# If you want to save some CPU in the saving child set it to 'no' but
# the dataset will likely be bigger if you have compressible values or keys.
rdbcompression yes

如果配置文件中未配置,代码中也是默认开启的。

standardConfig configs[] = {
	...
    createBoolConfig("rdbcompression", NULL, MODIFIABLE_CONFIG, server.rdb_compression, 1, NULL, NULL),
    ...
};

5.1 为什么我的rdb磁盘数据没有被压缩呢?

使用压缩算法进行压缩数据时,如果数据长度太短,压缩后的数据可能会比原始数据还长,这样达不到压缩的效果,还白白浪费了CPU的计算能力,所以需要有一个临界点,只有长度大于临界点时才进行压缩。而这个临界点长度就是20字节。

/* Try LZF compression - under 20 bytes it's unable to compress even
     * aaaaaaaaaaaaaaaaaa so skip it */
    if (server.rdb_compression && len > 20) {
        n = rdbSaveLzfStringObject(rdb,s,len);
        if (n == -1) return -1;
        if (n > 0) return n;
        /* Return value of 0 means data can't be compressed, save the old way */
    }
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