面试题：Redis中RDB文件创建流程的关键步骤有哪些

Question

请详细阐述Redis RDB文件创建过程中涉及到的主要步骤，包括触发条件、数据持久化的具体操作等方面。

Answer 1

触发条件

1. 手动触发：
   • 执行 SAVE 命令：该命令会阻塞Redis服务器，直到RDB文件创建完成。在阻塞期间，服务器无法处理其他客户端请求。
   • 执行 BGSAVE 命令：该命令会fork出一个子进程，由子进程负责创建RDB文件，而主进程继续处理客户端请求。
2. 自动触发：
   • 根据配置文件中的 save 配置触发，例如 save 900 1 表示在900秒（15分钟）内如果至少有1个键被修改，则触发BGSAVE。Redis会定期检查是否满足这些条件，如果满足则自动执行BGSAVE。
   • 当Redis主从复制时，主节点在接收到从节点的 PSYNC 命令进行全量同步时，如果主节点没有在执行BGSAVE，也会自动执行BGSAVE生成RDB文件并发送给从节点。

数据持久化的具体操作（以BGSAVE为例）

1. fork子进程：
   • Redis主进程调用操作系统的 fork 函数创建一个子进程。fork 函数会复制主进程的地址空间等资源，子进程和主进程在这一时刻共享大部分内存数据。这样做的好处是可以快速创建子进程，并且不需要立刻复制大量数据。
2. 子进程创建RDB文件：
   • 子进程打开一个新的RDB文件，一般命名为 dump.rdb（可在配置文件中修改）。
   • 子进程开始遍历当前Redis服务器中的所有数据库，对每个数据库进行如下操作：
     • 写入数据库的SELECT指令（如 SELECT <db_number>），用来标识接下来的数据属于哪个数据库。
     • 遍历数据库中的所有键值对，根据键值对的类型进行不同方式的编码和写入：
       • 字符串类型：直接将字符串的值和长度等信息写入RDB文件。
       • 哈希类型：先写入哈希对象的长度，然后依次写入每个哈希字段和对应的值。
       • 列表类型：先写入列表的长度，再依次写入列表中的每个元素。
       • 集合类型：先写入集合的元素数量，然后依次写入集合中的每个元素。
       • 有序集合类型：先写入有序集合的元素数量，然后对每个元素写入其成员和分值等信息。
3. 完成RDB文件创建：
   • 子进程完成所有数据写入后，关闭RDB文件。
   • 子进程向主进程发送信号告知RDB文件创建完成。主进程收到信号后，可以进行后续处理，例如更新相关的状态信息等。在整个过程中，主进程虽然可以继续处理客户端请求，但如果有写操作发生，Redis采用写时复制（Copy - On - Write，COW）机制，对于被修改的内存页，主进程会复制该页，子进程继续使用原来的页，以保证子进程生成的RDB文件是创建开始时的数据状态。