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Question

请对Redis 数据库文件中RDB进行分析，包括主要特点、文件结构

Answer 1

RDB 是 Redis 的另一种持久化方案，用于在特定的时间点对数据集进行快照存储。与 AOF（Append-Only File）持久化方案不同，RDB 生成的是一个二进制文件，该文件包含某一时刻 Redis 数据库中所有数据的副本。

主要特点

1.数据恢复：通过加载 RDB 文件，Redis 可以在启动时快速恢复数据。

2.二进制格式：RDB 文件是一个经过压缩的二进制文件，因此占用的磁盘空间相对较小。

3.性能优化：由于 RDB 是通过子进程进行快照生成的，因此对主进程的性能影响较小。

4.定时快照：用户可以配置 Redis 在多少秒内有多少次写操作时进行快照，以满足不同的数据持久性需求。

工作机制

1.快照生成：当满足用户配置的条件时，Redis 会 fork 出一个子进程来生成 RDB 文件。

2.数据加载：在 Redis 启动或执行 restore 命令时，RDB 文件会被加载到内存中。

3.自动与手动触发：除了自动触发 RDB 快照外，用户还可以手动通过 SAVE 或 BGSAVE 命令来生成 RDB 文件。

在 Redis 的源代码中，RDB 持久化主要涉及以下几个关键部分：

rdb.c：包含 RDB 持久化的主要逻辑。

rdbSave()：这是 RDB 快照生成的核心函数。

rdbLoad()：负责从 RDB 文件中加载数据到 Redis 数据库。

RDB 文件结构：详细解析

Magic Number (REDIS)

长度：5 字节

作用：Magic Number 是用于标识一个文件是否为 RDB 格式的文件。这是 RDB 文件的第一个字段，用于快速识别文件类型。

示例：REDISMagic Number 是 RDB 文件的“签名”，当 Redis 或其他工具尝试读取一个 RDB 文件时，会首先检查这 5 个字节。如果这些字节不是 "REDIS"，则文件会被认为是无效的。

RDB Version Number

长度：4 字节

作用：这个字段表示 RDB 文件的版本号，用于处理向后兼容性。

示例：0007不同版本的 Redis 可能会有不同的 RDB 格式。通过这个版本号，Redis 可以知道如何正确地解析文件。

Database Blocks

包含多个数据库（通常是 16 个），每个数据库都有自己的键值对。

每个数据库块开始于一个特定的标识符（例如，FE 表示一个新的数据库）。Database Blocks 是 RDB 文件中的主体部分，包含了所有数据库的数据。每个数据库都有一个或多个键值对，这些键值对以特定的编码（例如，字符串、列表、集合等）存储。

Key-Value Pairs

包含键和值的类型、长度和实际数据。

类型通常由一个字节表示，例如，string 类型可能由 00 表示。这是 RDB 文件中最核心的部分，它描述了实际的数据。每个键值对都有一个类型标识符和相应的数据。

End Of File (EOF)

一个特殊的标识符，表示 RDB 文件的结束。

通常是 FF。这是一个特殊的标识符，用于表示 RDB 文件的结束。当解析器读到这个标识符时，它会知道所有的数据库块和键值对都已经读取完毕。

Checksum

长度：8 字节

作用：用于验证 RDB 文件的完整性。Checksum 是所有前面数据的 CRC64 校验和。这用于在读取文件时检测任何潜在的错误或数据损坏。