概述
Redis是一个键值对数据库服务器，服务器中通常包含着任意个非空数据库，而每个非空数据库中又可以包含任意个键值对，为了方便起见，我们将服务器中的非空数据库以及它们的键值对统称为数据库状态。
因为Redis是内存数据库，它将自己的数据库状态存储在内存里面，所以如果不想办法将存储在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，那么一旦服务器进程退出，服务器中的数据库状态也会消失不见。
为了解决这个问题，Redis提供了RDB持久化功能，这个功能可以将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，避免数据意外丢失。
RDB持久化既可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行，该功能可以将某个时间点上的数据库状态保存到一个RDB文件中。
RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成RDB文件时的数据库状态。
因为RDB文件是保存在磁盘里面的，所以即使Redis服务器进程退出，甚至运行Redis服务器的计算机停机，但只要RDB文件仍然存在，Redis服务器就可以用它来还原数据库状态。
本章首先介绍Redis服务器保存和载入RDB文件的方法，重点说明SAVE命令和BGSAVE命令的实现方式。
之后，本章会继续介绍Redis服务器自动保存功能的实现原理。
在介绍完关于保存和载入RDB文件方面的内容之后，我们会详细介绍RDB文件中的各个组成部分，并说明这些部分的结构和含义。
在本章的最后，我们将对实际的RDB文件进行分析和解读，将之前学到的RDB文件的知识投入到实际应用中。
RDB文件的创建和载入
有两个Redis命令可以用于生成RDB文件，一个是SAVE，另一个是BGSAVE。
SAVE命令会阻塞Redis服务器进程，直到RDB文件创建完毕为止，在服务器进程阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求。
redis> SAVE // 等待直到RDB文件创建完毕
OK
和SAVE命令直接阻塞服务器进程的做法不同，BGSAVE命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求。
redis> BGSAVE // 派生子进程，并由子进程创建RDB文件
Background saving started
和使用SAVE命令或者BGSAVE命令创建RDB文件不同，RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的，所以Redis并没有专门用于载入RDB文件的命令，只要Redis服务器在启动时检测到RDB文件存在，它就会自动载入RDB文件。
另外值得一提的是，因为AOF文件的更新频率通常比RDB文件的更新频率高，所以：
1、如果服务器开启了AOF持久化功能，那么服务器会优先使用AOF文件来还原数据库状态。
2、只有在AOF持久化功能处于关闭状态时，服务器才会使用RDB文件来还原数据库状态。
SAVE命令执行时的服务器状态
前面提到过，当SAVE命令执行时，Redis服务器会被阻塞，所以当SAVE命令正在执行时，客户端发送的所有命令请求都会被阻塞。
只有在服务器执行完SAVE命令、重新开始接受命令请求之后，客户端发送的命令才会被处理。
BGSAVE命令执行时的服务器状态
因为BGSAVE命令的保存工作是由子进程执行的，所以在子进程创建RDB文件的过程中，Redis服务器仍然可以继续处理客户端的命令请求，但是，在BGSAVE命令执行期间，服务器处理SAVE、BGSAVE、BGREWRITEAOF三个命令的方式会和平时有所不同。
首先，在BGSAVE命令执行期间，客户端发送的SAVE命令会被服务器拒绝，服务器禁止SAVE命令和BGSAVE命令同时执行是为了避免父进程（服务器进程）和子进程同时执行两个rdbSave调用，防止产生竞争条件。
其次，在BGSAVE命令执行期间，客户端发送的BGSAVE命令会被服务器拒绝，因为同时执行两个BGSAVE命令也会产生竞争条件。
最后，BGREWRITEAOF和BGSAVE两个命令不能同时执行：
1、如果BGSAVE命令正在执行，那么客户端发送的BGREWRITEAOF命令会被延迟到BGSAVE命令执行完毕之后执行。
2、如果BGREWRITEAOF命令正在执行，那么客户端发送的BGSAVE命令会被服务器拒绝。
因为BGREWRITEAOF和BGSAVE两个命令的实际工作都是由子进程执行，所以这两个命令在操作方面并没有什么冲突的地方，不能同时执行它们只是一个性能方面的考虑-并发出两个子进程，并且这两个子进程都同时执行大量的磁盘写入操作。
RDB文件载入时的服务器状态
服务器在载入RDB文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入工作完成为止。
自动间隔性保存
前文讲到，SAVE命令和BGSAVE命令的实现方面的主要区别：SAVE命令由服务器进程执行保存工作，BGSAVE命令则由子进程执行保存工作，所以SAVE命令会阻塞服务器，而BGSAVE命令则不会。
因为BGSAVE命令可以在不阻塞服务器进程的情况下执行，所以Redis允许用户通过设置服务器配置的save选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次BGSAVE命令。
设置保存条件
当Redis服务器启动时，用户可以通过指定配置文件或者传入启动参数的方式设置save选项，如果用户没有主动设置save选项，那么服务器会为save选项设置默认条件：
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dirty计数器和lastsave属性
除了saveparams数组之外，服务器状态还维持着一个dirty计数器，以及一个lastsave属性：
- dirty计数器记录距离上一次成功执行SAVE命令或者BGSAVE命令之后，服务器对数据库状态（服务器中的所有数据库）进行了多少次修改（包括写入、删除、更新等操作）。
- lastsave属性是一个UNIX时间戳，记录了服务器上一次成功执行SAVE命令或者BGSAVE命令的时间。
当服务器成功执行一个数据库修改命令之后，程序会对dirty计数器进行更新：命令修改了多少次数据库，dirty计数器的值就增加了多少。
检查保存条件是否满足
Redis的服务器周期性操作函数serverCron默认每隔100毫秒就会执行一次，该函数用于对正在运行的服务器进行维护，它的其中一项工作就是检查save选项所设置的保存条件是否已经满足，如果满足的话，就执行BGSAVE命令。
程序会遍历并检查saveparams数组中的所有保存条件，只要有任意一个条件被满足，那么服务器就会执行BGSAVE命令。
以上就是Redis服务器根据save选项所设置的保存条件，自动执行BGSAVE命令，进行间隔性保存的实现原理。
RDB文件结构
RDB文件的最开头是REDIS部分，这个部分的长度为5字节，保存着“REDIS”五个字符。通过这五个字符，程序可以在载入文件时，快速检查所载入的文件是否RDB文件。
db_version长度为4字节，它的值是一个字符串表示的整数，这个整数记录了RDB文件的版本号。
databases部分包含着零个或任意多个数据库，以及各个数据库中的键值对数据：
1、如果服务器的数据库状态为空（所有数据库都是空的），那么这个部分也为空，长度为0字节。
2、如果服务器的数据库状态为非空，那么这个部分也为非空，根据数据库所保存键值对的数量，类型和内容不同，这个部分的长度也会有所不同。
EDF常量的长度为1字节，这个常量的标志着RDB文件正文内容的结束，当读入程序遇到这个值的时候，它知道所有数据库的所有键值对都已经载入完毕了。
check_sum是一个8字节长的无符号整数，保存着一个校验和，这个校验和是程序通过对REDIS、db_version、databases、EOF四个部分的内容进行计算得出的。服务器在载入RDB文件时，会将载入数据所计算出的校验和与check_num所记录的校验和进行对比，以此来检查RDB文件是否有出错或者损坏的情况出现。
databases部分
一个RDB文件的databases部分可以保存任意多个非空数据库。
每个非空数据库在RDB文件中都可以保存为SELECTDB、db_number、key_value_pairs三个部分。
SELECTDB常量的长度为1字节，当读入程序遇到这个值的时候，它知道接下来要读入的将是一个数据库号码。
db_number保存着一个数据库号码，根据号码的大小不同，这个部分的长度可以是1字节、2字节或者5字节。当程序读入db_number部分之后，服务器会调用SELECT命令，根据读入的数据库号码进行数据库切换，使得之后读入的键值对可以载入到正确的数据库中。
key_value_pairs部分保存了数据库中的所有键值对数据，如果键值对带有过期时间，那么过期时间也会和键值对保存在一起。根据键值对的数量、类型、内容以及是否有过期时间等条件的不同，key_value_pairs部分的长度也会有所不同。
key_value_pairs部分
RDB文件中的每个key_value_pairs部分都保存了一个或以上数量的键值对，如果键值对带有过期时间的话，那么键值对的过期时间也会被保存在内。
不带过期时间的键值对在RDB文件中由TYPE、key、value三部分组成。
TYPE记录了value的类型，长度为1字节。当服务器读入RDB文件中的键值对数据时，程序会根据TYPE的值来决定如何读入和解释value的数据。key和value分别保存了键值对的键对象和值对象。
1、其中key总是一个字符串对象，它的编码方式和REDIS_RDB_TYPES_STRING类型的value一样。根据内容长度的不同，key的长度也会有所不同。
2、根据TYPE类型的不同，以及保存内容长度的不同，保存value的结构和长度也会有所不同。
value的编码
RDB文件中的每个value部分都保存了一个值对象，每个值对象的类型都由与之对应的TYPE记录，根据类型的不同，value部分的结构、长度也会有所不同。
1、字符串对象
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_STRING，那么value保存的就是一个字符串对象，字符串对象的编码可以是REDIS_ENCODING_INT或者REDIS_ENCODING_RAW。
如果字符串对象的编码为REDIS_ENCODING_INT，那么说明对象中保存的是长度不超过32位的整数。
其中，ENCODING的值可以是REDIS_RDB_ENC_INT8、REDIS_RDB_ENC_INT16或者REDIS_RDB_ENC_INT32三个常量中的一个，它们分别代表了RDB文件使用的8位、16位或者32位来保存的整数值integer。
如果字符串的编码为REDIS_ENCODING_RAW，那么说明对象所保存的是一个字符串值，根据字符串长度的不同，有压缩和不压缩两种方法来保存这个字符串：
1、如果字符串的长度小于等于20字节，那么这个字符串会直接被原样保存。
2、如果字符串的长度大于20字节，那么这个字符串会被压缩之后再保存。
2、列表对象
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_LIST，那么value保存的就是一个REDIS_ENCODING_LINKEDLIST编码的对象，RDB文件保存这种对象的结构：list_length记录了列表长度，它记录了列表保存了多少个项，读入程序可以通过这个长度知道自己应该读入多少个列表项。
3、集合对象
如果TYPE值为REDIS_RDB_TYPE_SET，那么value保存的就是一个REDIS_ENCODING_HT编码的集合对象。其中set_size是集合的大小。
4、哈希表对象
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_HASH，那么value保存的就是一个REDIS_ENCODING_HT编码的集合对象。hash_size记录了哈希表的大小，也即是这个哈希表保存了多少个键值对，读入程序可以通过这个大小知道自己应该读入多少个键值对。
5、有序集合对象
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_ZSET，那么value保存的就是一个REDIS_ENCODING_SKIPLIST编码的集合对象。sorted_set_size记录了有序集合的大小，也即是这个有序集合保存了多少元素，读入程序需要根据这个值来决定应该读入多少有序集合元素。
以element开头的部分代表有序集合中的元素，每个元素又分为成员（member）和分值（score）两部分，成员是一个字符串对象，分值则是一个double类型的浮点数，程序来保存RDB文件时会先将分值转换为字符串对象，然后再用保存字符串对象的方法将分值保存起来。有序集合中每个元素都以成员紧挨着分值的方式排列。
6、INTSET编码的集合
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_SET_INTSET，那么value保存的就是一个整数集合对象，RDB文件保存这种对象的办法就是，先将整个集合转换为字符串对象，然后将这个字符串对象保存到RDB文件里面。
如果程序在读入RDB文件的过程中，碰到由整数集合对象转换成的字符串对象，那么程序会根据TYPE值的指示，先读入字符串对象，再将这个字符串对象转换成原来的整数集合对象。
7、ZIPLIST编码的列表、哈希表或者有序集合
如果TYPE的值为REDIS_RDB_TYPE_LIST_ZIPLIST、REDIS_RDB_TYPE_HASH_ZIPLIST或者REDIS_RDB_TYPE_ZSET_ZIPLIST，那么value保存的就是一个压缩列表对象，RDB文件保存这种对象的方法是：
1、将压缩列表转换成一个字符串对象。
2、将转换所得的字符串对象保存到RDB文件。
如果程序读到RDB文件的过程中，碰到由压缩列表对象转换成的字符串对象，那么程序会根据TYPE值的指示，执行一下操作：
1、读入字符串对象，并将它转换成原来的压缩列表对象。
2、根据TYPE的值，设置压缩列表对象的类型。
重点回顾
1、RDB文件用于保存和还原Redis服务器所有数据库中的所有键值对数据。
2、SAVE命令由服务器进程直接执行保存操作，所以该命令会阻塞服务器。
3、BGSAVE命令由子进程执行保存操作，所以该命令不会阻塞服务器。
4、服务器状态中会保存所有用save选项设置的保存条件，当任意一个保存条件被满足时，服务器会自动执行BGSAVE命令。
5、RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，由多个部分组成。
6、对于不同的键值对，RDB文件会使用不同的方式来保存它们。