数据库

内存回收

引用计数法回收
对象的引用计数信息会随着对象的使用状态而不断变化:
在创建一个新对象时，引用计数的值会被初始化为1;
当对象被一个新程序使用时，它的引用计数值会被增一;
当对象不再被一个程序使用时,它的引用计数值会被减一;
当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存会被释放。

持久化和过期数据的联系

RDB

RDB导出：RDB不会保存数据库中已经过期的数据到RDB文件中
RDB加载：如果服务器以主服务器模式运行，那么程序只会将k1和k3载入到数据库，k2会被忽略；如果服务器以从服务器模式运行，那么k1、k2和k3都会被载入到数据库。

AOF

AOF导出：如果数据库中的数据过期了，但是没有被惰性删除或者定期删除，那么仍然当成是正常数据对待。
当过期键被惰性删除或者定期删除之后，程序会向AOF文件追加（ append)一条DEL命令，来显式地记录该键已被删除。
举个例子，如果客户端使用GET message命令，试图访问过期的message键，那么服务器将执行以下三个动作:
1) 从数据库中删除message键。
2）追加一条DEL message命令到AOF文件。
3 ) 向执行GET命令的客户端返回空回复。
和生成RDB文件时类似，在执行AOF重写的过程中，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到重写后的AOF文件中。
举个例子，如果数据库中包含三个键k1、k2、k3，并且k2已经过期，那么在进行重写工作时，程序只会对k1和k3进行重写,而k2则会被忽略。
因此，数据库中包含过期键不会对AOF重写造成影响。9.7.5复制
当服务器运行在复制模式下时，从服务器的过期键删除动作由主服务器控制:

  1. 主服务器在删除一个过期键之后，会显式地向所有从服务器发送一个DEL命令，告知从服务器删除这个过期键。
  2. 从服务器在执行客户端发送的读命令时，即使碰到过期键也不会将过期键删除，而是继续像处理未过期的键一样来处理过期键。
  3. 从服务器只有在接到主服务器发来的DEL命令之后，才会删除过期键。通过由主服务器来控制从服务器统一地删除过期

通过由主服务器来控制从服务器统一地删除过期键，可以保证主从服务器数据的一致性，也正是因为这个原因，当一个过期键仍然存在于主服务器的数据库时，这个过期键在从服务器里的复制品也会继续存在。

  1. Redis服务器的所有数据库都保存在redisserver.db数组中，而数据库的数量则由redisserver . dbnum属性保存。
  2. 客户端通过修改目标数据库指针，让它指向redisserver.db数组中的不同元素来切换不同的数据库。
  3. 数据库主要由dict和 expires两个字典构成，其中dict字典负责保存键值对，而expires字典则负责保存键的过期时间。
  4. 因为数据库由字典构成，所以对数据库的操作都是建立在字典操作之上的。
  5. 数据库的键总是一个字符串对象，而值则可以是任意一种 Redis对象类型，包括字符串对象、哈希表对象、集合对象、列表对象和有序集合对象，分别对应字符串键、哈希表键、集合键、列表键和有序集合键。
  6. expires字典的键指向数据库中的某个键，而值则记录了数据库键的过期时间，过期时间是一个以毫秒为单位的UNIX时间戳。
  7. Redis 使用惰性删除和定期删除两种策略来删除过期的键:惰性删除策略只在碰到过期键时才进行删除操作，定期删除策略则每隔一段时间主动查找并删除过期键。执行SAVE命令或者BGSAVE命令所产生的新RDB文件不会包含已经过期的键。执行BGREWRITEAOF命令所产生的重写AOF 文件不会包含已经过期的键。
  8. 当一个过期键被删除之后，服务器会追加一条DEL命令到现有AOF文件的末尾，显式地删除过期键。
  9. 当主服务器删除一个过期键之后，它会向所有从服务器发送一条DEL命令，显式地删除过期键。
  10. 从服务器即使发现过期键也不会自作主张地删除它，而是等待主节点发来DEL命令，这种统一、中心化的过期键删除策略可以保证主从服务器数据的一致性。
  11. 当Redis命令对数据库进行修改之后，服务器会根据配置向客户端发送数据库通知。


RDB持久化

  1. save命令会阻塞主进程，bgsave会单独开一个子进程
  2. RDB文件的载入在服务器启动的时候自动执行
  3. 如果服务器开启了aof持久化，那么服务器就会优先使用aof文件来还原数据
  4. 只有在aof关闭的情况下，服务器才会使用rdb文件来还原数据

RDB持久化通过保存数据库中的键值对来记录数据库状态

AOF持久化

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的

命令追加（append）
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文件的写入与同步
Redis 的服务器进程就是一个事件循环( loop )，这个循环中的文件事件负责接收客户端的命令请求，以及向客户端发送命令回复，而时间事件则负责执行像serverCron函数这样需要定时运行的函数。
因为服务器在处理文件事件时可能会执行写命令，使得一些内容被追加到aof_buf缓冲区里面，所以在服务器每次结束一个事件循环之前，它都会调用flushAppendonlyFile函数，考虑是否需要将aof_buf缓冲区中的内容写入和保存到AOF文件里面。
appendfsync配置

  1. Always，同步写回：每个写命令执行完，立马同步地将日志写回磁盘；
  2. Everysec，每秒写回：每个写命令执行完，只是先把日志写到 AOF 文件的内存缓冲区，每隔一秒把缓冲区中的内容写入磁盘；（默认）
  3. No，操作系统控制的写回：每个写命令执行完，只是先把日志写到 AOF 文件的内存缓冲区，由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘。

AOF文件的载入与数据还原

image.png

AOF重写

因为AOF持久化是通过保存被执行的写命令来记录数据库状态的，所以随着服务器运行时间的流逝，AOF文件中的内容会越来越多，文件的体积也会越来越大，如果不加以控制的话，体积过大的AOF文件很可能对Redis服务器、甚至整个宿主计算机造成影响，并且AOF 文件的体积越大，使用AOF 文件来进行数据还原所需的时间就越多。
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，所以新AOF文件的体积通常会比旧AOF文件的体积要小得多。

实际上就是压缩命令，用一条命令去记录键值对
很明显，作为一种辅佐性的维护手段，Redis不希望AOF重写造成服务器无法处理请求，所以Redis决定将AOF重写程序放到子进程里执行，这样做可以同时达到两个目的:

  1. 子进程进行AOF重写期间，服务器进程(（父进程）可以继续处理命令请求。
  2. 子进程带有服务器进程的数据副本，使用子进程而不是线程，可以在避免使用锁的子进程带有服务器进程的数据副本，使用子进程而不是线程，可以在避免使用锁的情况下，保证数据的安全性。

不过，使用子进程也有一个问题需要解决,因为子进程在进行AOF重写期间，服务器进程还需要继续处理命令请求，而新的命令可能会对现有的数据库状态进行修改，从而使得服务器当前的数据库状态和重写后的AOF 文件所保存的数据库状态不一致。

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。
这样一来可以保证:

  1. AOF缓冲区的内容会定期被写入和同步到AOF 文件，对现有AOF文件的处理工作AOF缓冲区的内容会定期被写入和同步到AOF 文件，对现有AOF文件的处理工作
  2. 从创建子进程开始，服务器执行的所有写命令都会被记录到AOF重写缓冲区里面。


当子进程完成AOF重写工作之后，它会向父进程发送一个信号，父进程在接到该信号之后，会调用一个信号处理函数,并执行以下工作:

  1. 将AOF重写缓冲区中的所有内容写人到新AOF文件中，这时新AOF文件所保存的数据库状态将和服务器当前的数据库状态一致。
  2. 对新的AOF 文件进行改名，原子地（ atomic）覆盖现有的AOF文件，完成新旧两个AOF文件的替换。

这个信号处理函数执行完毕之后，父进程就可以继续像往常一样接受命令请求了。在整个AOF后台重写过程中，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，在其他时候，AOF后台重写都不会阻塞父进程，这将AOF重写对服务器性能造成的影响降到了最低。

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