reids设计与实现---单机数据库的实现

1服务器中的数据库

2 数据库的键空间

3 键的过期处理

1 键的过期时间

2 过期键删除策略

3 AOF、RDB、和复制功能对过期键的处理

1服务器中的数据库

/* Redis database representation. There are multiple databases identified
 * by integers from 0 (the default database) up to the max configured
 * database. The database number is the 'id' field in the structure. */
typedef struct redisDb {

    // 数据库键空间，保存着数据库中的所有键值对
    dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */

    // 键的过期时间，字典的键为键，字典的值为过期事件 UNIX 时间戳
    dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */

    // 正处于阻塞状态的键
    dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP) */

    // 可以解除阻塞的键
    dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */

    // 正在被 WATCH 命令监视的键
    dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */

    struct evictionPoolEntry *eviction_pool;    /* Eviction pool of keys */

    // 数据库号码
    int id;                     /* Database ID */

    // 数据库的键的平均 TTL ，统计信息
    long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */

} redisDb;
```

2 数据库的键空间

数据库的键空间是一个字典

3 键的过期处理

1 键的过期时间

虽然有多种不同单位和不同形式的设置命令，但实际上EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三个命令都是使PEXPIREAT命令来实现的：无论客户端执行的是以上四个命令中的哪一个，经过转换之后，最终的执行效果都和执PEXPIREAT命令一样

2 过期键删除策略

3 AOF、RDB、和复制功能对过期键的处理

P111

4 RDB的持久化

# RDB持久化

Redis提供了RDB持久化功能，这个功能可以将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，避免数据意外丢失

RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成RDB文件时的数据库状态

## RDB文件的创建与载入

SAVE命令为阻塞Redis服务器进程，直到RDB文件创建完毕为止，在服务器进程阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求

BGSAVE命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求

5 AOF持久化

# AOF持久化

与RDB持久化通过保存数据库中的键值对来记录数据库状态不同，AOF持久化是通过保存Redis服务器所执行的写命令来记录数据库状态的。

## 命令追加

当AOF持久化功能处于打开状态时，服务器在执行完一个写命令之后，会以协议格式化将被执行的写命令追加到服务器状态的aof_buf缓冲区的末尾

AOF文件的载入与数据还原

AOF重写

## AOF重写

为了解决AOF文件体积膨胀的问题，Redis提供了AOF文件重写（rewrite）功能。通过该功能，Redis服务器可以创建一个新的AOF文件来替代现有的AOF文件，新旧两个AOF文件所保存的数据库状态相同，但新AOF文件不会包含任何浪费空间的冗余命令，所以AOF文件的体积通常会比旧AOF文件的体积小得多

这个功能是通过读取服务器当前的数据库状态来实现的在子进程中进行

为了解决这种数据不一致问题，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Redis服务器执行完一个写命令之后，它会同时将这个写命令发送给AOF缓冲区和AOF重写缓冲区

在整个AOF重写过程中，只有信号处理函数执行时会对服务器进程（父进程）造成阻塞。