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
            ) 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 this key is already expired skip it
         *
         * 不写入已经过期的键
         */
        ;

        ) ;
        ) ;
    }
    /* Save type, key, value
     *
     * 保存类型,键,值
     */
    ) ;
    ) ;
    ) ;
    ;
}

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
         */
         && 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:

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