redis学习笔记——RDB、AOF和复制时对过期键的处理

AOF、RDB和复制功能对过期键的处理

生成RDB文件

在执行SAVE命令或者BGSAVE命令创建一个新的RDB文件时，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新创建的RDB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，那么当执行SAVE命令或者BGSAVE命令时，程序只会将k1和k3的数据保存到RDB文件中，而k2则会被忽略。
因此，数据库中包含过期键不会对生成新的RDB文件造成影响。

可参考rdb.c中函数rdbSave()函数源码：

 /* Iterate this DB writing every entry 
         *
         * 遍历数据库，并写入每个键值对的数据
         */
        while((de = dictNext(di)) != NULL) {
            sds keystr = dictGetKey(de);
            robj key, *o = dictGetVal(de);
            long long expire;
            
            // 根据 keystr ，在栈中创建一个 key 对象
            initStaticStringObject(key,keystr);

            // 获取键的过期时间
            expire = getExpire(db,&key);

            // 保存键值对数据
            if (rdbSaveKeyValuePair(&rdb,&key,o,expire,now) == -1) goto werr;
        }

rdbSaveKeyValuePair函数实现如下：

/* Save a key-value pair, with expire time, type, key, value.
 *
 * 将键值对的键、值、过期时间和类型写入到 RDB 中。
 *
 * On error -1 is returned.
 *
 * 出错返回 -1 。
 *
 * On success if the key was actually saved 1 is returned, otherwise 0
 * is returned (the key was already expired). 
 *
 * 成功保存返回 1 ，当键已经过期时，返回 0 。
 */
int rdbSaveKeyValuePair(rio *rdb, robj *key, robj *val,
                        long long expiretime, long long now)
{
    /* Save the expire time 
     *
     * 保存键的过期时间
     */
    if (expiretime != -1) {
        /* If this key is already expired skip it 
         *
         * 不写入已经过期的键
         */
        if (expiretime < now) return 0;

        if (rdbSaveType(rdb,REDIS_RDB_OPCODE_EXPIRETIME_MS) == -1) return -1;
        if (rdbSaveMillisecondTime(rdb,expiretime) == -1) return -1;
    }
    /* Save type, key, value 
     *
     * 保存类型，键，值
     */
    if (rdbSaveObjectType(rdb,val) == -1) return -1;
    if (rdbSaveStringObject(rdb,key) == -1) return -1;
    if (rdbSaveObject(rdb,val) == -1) return -1;
    return 1;
}

载入RDB文件

在启动Redis服务器时，如果服务器开启了RDB功能，那么服务器将对RDB文件进行载入：

• 如果服务器以主服务器模式运行，那么在载入RDB文件时，程序会对文件中保存的键进行检查，未过期的键会被载入到数据库中，而过期键则会被忽略，所以过期键对载入RDB文件的主服务器不会造成影响；
• 如果服务器以从服务器模式运行，那么在载入RDB文件时，文件中保存的所有键，不论是否过期，都会被载入到数据库中。不过，因为主从服务器在进行数据同步的时候，从服务器的数据库就会被清空，所以一般来讲，过期键对载入RDB文件的从服务器也不会造成影响；

这部分代码可以查看rdb.c中rdbLoad()函数源码：

/* Check if the key already expired. This function is used when loading
         * an RDB file from disk, either at startup, or when an RDB was
         * received from the master. In the latter case, the master is
         * responsible for key expiry. If we would expire keys here, the
         * snapshot taken by the master may not be reflected on the slave. 
         *
         * 如果服务器为主节点的话，
         * 那么在键已经过期的时候，不再将它们关联到数据库中去
         */
        if (server.masterhost == NULL && expiretime != -1 && expiretime < now) {
            decrRefCount(key);
            decrRefCount(val);
            // 跳过
            continue;
        }

AOF文件写入

当服务器以AOF持久化模式运行时，如果数据库中的某个键已经过期，但它还没有被惰性删除或者定期删除，那么AOF文件不会因为这个过期键而产生任何影响。

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。（根据AOF文件增加的特点，AOF只有在客户端进行请求的时候才会有这个DEL操作）
3）向执行GET命令的客户端返回空回复。

这部分就是Redis中的惰性删除策略中expireIfNeeded函数的使用。关于惰性删除策略这一部分在Redis惰性删除策略一篇中有讲。所以这里就不赘述了。

需要提示一下的是：expireIfNeeded函数是在db.c/lookupKeyRead()函数中被调用，lookupKeyRead函数用于在执行读取操作时取出键key在数据库db中的值。

 AOF重写

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。

这一部分如果掌握了AOF重写的方法的话，那就自然理解了。

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：

• 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；
• 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；
• 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。

举个例子，有一对主从服务器，它们的数据库中都保存着同样的三个键message、xxx和yyy，其中message为过期键，如图所示

如果这时有客户端向从服务器发送命令GET message，那么从服务器将发现message键已经过期，但从服务器并不会删除message键，而是继续将message键的值返回给客户端，就好像message键并没有过期一样。

假设在此之后，有客户端向主服务器发送命令GET message，那么主服务器将发现键message已经过期：主服务器会删除message键，向客户端返回空回复，并向从服务器发送DEL message命令，如图所示：

从服务器在接收到主服务器发来的DEL message命令之后，也会从数据库中删除message键，在这之后，主从服务器都不再保存过期键message了，如图所示：