摘要

問(wèn)題概述：
1、RDB的過(guò)程中是否會(huì)停止對(duì)外提供服務(wù)？
2、RDB的過(guò)程中數(shù)據(jù)修改了，備份的是修改前的還是修改后的？
3、RDB時(shí)是不是先把內(nèi)容中的所有KV復(fù)制一份，保證數(shù)據(jù)不會(huì)被修改？

問(wèn)題解決：使用Copy On Write?寫(xiě)時(shí)復(fù)制

詳細(xì)

在看Redis持久化方式中的RDB方式時(shí)，想到了幾個(gè)問(wèn)題：

1、 Redis是單線程的，那在RDB的過(guò)程中，是不是就沒(méi)法對(duì)外提供服務(wù)了？
Redis操作快的一個(gè)重要原因是Redis的數(shù)據(jù)是在內(nèi)存中存儲(chǔ)和操作的，持久化本身是磁盤(pán)的IO操作，IO操作又是特別耗時(shí)的，RDB備份的過(guò)程對(duì)Redis來(lái)說(shuō)是挺漫長(zhǎng)的，如果Redis沒(méi)法對(duì)外提供服務(wù)的話，對(duì)Redis的影響是很大的吧；
2、知道備份時(shí)不會(huì)阻塞對(duì)外服務(wù)，那在數(shù)據(jù)備份的過(guò)程中，有新的數(shù)據(jù)變更的操作發(fā)生時(shí)，備份的是變更前的數(shù)據(jù)還是變更后的數(shù)據(jù)呢？
另一個(gè)角度：RDB快照的是精確的一個(gè)時(shí)刻的內(nèi)存數(shù)據(jù)呢？還是一段時(shí)間內(nèi)的內(nèi)存數(shù)據(jù)？
另一個(gè)角度：RDB快照是精確的還是模糊的？
3、既然是數(shù)據(jù)備份，在開(kāi)始備份的時(shí)候，是不是要把Redis的所有數(shù)據(jù)現(xiàn)在內(nèi)存中拷貝一份呢？那樣的話平時(shí)Redis服務(wù)器的內(nèi)存利用率就不能大于50%了啊？

解答

1、RDB過(guò)程中會(huì)fork一個(gè)子進(jìn)程，子進(jìn)程做數(shù)據(jù)備份操作，主進(jìn)程繼續(xù)對(duì)外提供服務(wù)，所有Redis服務(wù)不會(huì)阻塞；
2、Copy On Write 機(jī)制，備份的是開(kāi)始那個(gè)時(shí)刻內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；
3、Copy On Write 機(jī)制不需要把整個(gè)內(nèi)存的數(shù)據(jù)都復(fù)制一份；

Copy On Write 機(jī)制

核心思路：fork一個(gè)子進(jìn)程，只有在父進(jìn)程發(fā)生寫(xiě)操作修改內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)真正去分配內(nèi)存空間，并復(fù)制內(nèi)存數(shù)據(jù)，而且也只是復(fù)制被修改的內(nèi)存頁(yè)中的數(shù)據(jù)，并不是全部?jī)?nèi)存數(shù)據(jù)；

• Redis中執(zhí)行BGSAVE命令生成RDB文件時(shí)，本質(zhì)就是調(diào)用Linux中的fork()命令，Linux下的fork()系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)了copy-on-write寫(xiě)時(shí)復(fù)制；
• fork()是類Unix操作系統(tǒng)上創(chuàng)建線程的主要方法，fork用于創(chuàng)建子進(jìn)程（等同于當(dāng)前進(jìn)程的副本）；
• 傳統(tǒng)的普通進(jìn)程復(fù)制，會(huì)直接將父進(jìn)程的數(shù)據(jù)拷貝到子進(jìn)程中，拷貝完成后，父進(jìn)程和子進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)段和堆棧是相互獨(dú)立的；
• copy-on-write技術(shù)，在fork出子進(jìn)程后，與父進(jìn)程共享內(nèi)存空間，兩者只是虛擬空間不同，但是其對(duì)應(yīng)的物理空間是同一個(gè)；

Linux中CopyOnWrite實(shí)現(xiàn)原理

fork()之后，kernel把父進(jìn)程中所有的內(nèi)存頁(yè)的權(quán)限都設(shè)為read-only，然后子進(jìn)程的地址空間指向父進(jìn)程。當(dāng)父子進(jìn)程都只讀內(nèi)存時(shí)，相安無(wú)事。當(dāng)其中某個(gè)進(jìn)程寫(xiě)內(nèi)存時(shí)，CPU硬件檢測(cè)到內(nèi)存頁(yè)是read-only的，于是觸發(fā)頁(yè)異常中斷（page-fault），陷入kernel的一個(gè)中斷例程。中斷例程中，kernel就會(huì)把觸發(fā)的異常的頁(yè)復(fù)制一份，于是父子進(jìn)程各自持有獨(dú)立的一份。

CopyOnWrite的好處：
1、減少分配和復(fù)制資源時(shí)帶來(lái)的瞬時(shí)延遲；
2、減少不必要的資源分配；
CopyOnWrite的缺點(diǎn)：
1、如果父子進(jìn)程都需要進(jìn)行大量的寫(xiě)操作，會(huì)產(chǎn)生大量的分頁(yè)錯(cuò)誤（頁(yè)異常中斷page-fault）;

Redis中的CopyOnWrite

• Redis在持久化時(shí)，如果是采用BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF的方式，那Redis會(huì)fork出一個(gè)子進(jìn)程來(lái)讀取數(shù)據(jù)，從而寫(xiě)到磁盤(pán)中。
• 總體來(lái)看，Redis還是讀操作比較多。如果子進(jìn)程存在期間，發(fā)生了大量的寫(xiě)操作，那可能就會(huì)出現(xiàn)很多的分頁(yè)錯(cuò)誤(頁(yè)異常中斷page-fault)，這樣就得耗費(fèi)不少性能在復(fù)制上。
• 而在rehash階段上，寫(xiě)操作是無(wú)法避免的。所以Redis在fork出子進(jìn)程之后，將負(fù)載因子閾值提高，盡量減少寫(xiě)操作，避免不必要的內(nèi)存寫(xiě)入操作，最大限度地節(jié)約內(nèi)存。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis--COW（Copy On Write）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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