设为首页 收藏本站
查看: 1333|回复: 0

[经验分享] Redis源码解析(十五)--- aof-append only file解析

[复制链接]
累计签到:1 天
连续签到:1 天
发表于 2014-11-5 09:17:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
    继续学习redis源码下的Data数据相关文件的代码分析,今天我看的是一个叫aof的文件,这个字母是append ONLY file的简称,意味只进行追加文件操作。这里的文件追加记录时为了记录数据操作的改变记录,用以异常情况的数据恢复的。类似于之前我说的redo,undo日志的作用。我们都知道,redis作为一个内存数据库,数据的每次操作改变是先放在内存中,等到内存数据满了,在刷新到磁盘文件中,达到持久化的目的。所以aof的操作模式,也是采用了这样的方式。这里引入了一个block块的概念,其实就是一个缓冲区块。关于块的一些定义如下:



    /* AOF的下面的一些代码都用到了一个简单buffer缓存块来进行存储,存储了数据的一些改变操作记录,等到
        缓冲中的达到一定的数据规模时,在持久化地写入到一个文件中,redis采用的方式是append追加的形式,这意味
        每次追加都要调整存储的块的大小,但是不可能会有无限大小的块空间,所以redis在这里引入了块列表的概念,
        设定死一个块的大小,超过单位块大小,存入另一个块中,这里定义每个块的大小为10M. */  
    #define AOF_RW_BUF_BLOCK_SIZE (1024*1024*10)    /* 10 MB per block */  
      
    /* 标准的aof文件读写块 */  
    typedef struct aofrwblock {  
        //当前文件块被使用了多少,空闲的大小  
        unsigned long used, free;  
        //具体存储内容,大小10M  
        char buf[AOF_RW_BUF_BLOCK_SIZE];  
    } aofrwblock;  


也就是说,每个块的大小默认为10M,这个大小说大不大,说小不小了,如果填入的数据超出长度了,系统会动态申请一个新的缓冲块,在server端是通过一个块链表的形式,组织整个块的:



    /* Append data to the AOF rewrite buffer, allocating new blocks if needed. */  
    /* 在缓冲区中追加数据,如果超出空间,会新申请一个缓冲块 */  
    void aofRewriteBufferAppend(unsigned char *s, unsigned long len) {  
        listNode *ln = listLast(server.aof_rewrite_buf_blocks);  
        //定位到缓冲区的最后一块,在最后一块的位置上进行追加写操作  
        aofrwblock *block = ln ? ln->value : NULL;  
      
        while(len) {  
            /* If we already got at least an allocated block, try appending
             * at least some piece into it. */  
            if (block) {  
                //如果当前的缓冲块的剩余空闲能支持len长度的内容时,直接写入  
                unsigned long thislen = (block->free < len) ? block->free : len;  
                if (thislen) {  /* The current block is not already full. */  
                    memcpy(block->buf+block->used, s, thislen);  
                    block->used += thislen;  
                    block->free -= thislen;  
                    s += thislen;  
                    len -= thislen;  
                }  
            }  
      
            if (len) { /* First block to allocate, or need another block. */  
                int numblocks;  
                //如果不够的话,需要新创建,进行写操作  
                block = zmalloc(sizeof(*block));  
                block->free = AOF_RW_BUF_BLOCK_SIZE;  
                block->used = 0;  
                //还要把缓冲块追加到服务端的buffer列表中  
                listAddNodeTail(server.aof_rewrite_buf_blocks,block);  
      
                /* Log every time we cross more 10 or 100 blocks, respectively
                 * as a notice or warning. */  
                numblocks = listLength(server.aof_rewrite_buf_blocks);  
                if (((numblocks+1) % 10) == 0) {  
                    int level = ((numblocks+1) % 100) == 0 ? REDIS_WARNING :  
                                                             REDIS_NOTICE;  
                    redisLog(level,"Background AOF buffer size: %lu MB",  
                        aofRewriteBufferSize()/(1024*1024));  
                }  
            }  
        }  
    }  

当想要主动的将缓冲区中的数据刷新到持久化到磁盘中时,调用下面的方法:



    /* Write the append only file buffer on disk.
     *
     * Since we are required to write the AOF before replying to the client,
     * and the only way the client socket can get a write is entering when the
     * the event loop, we accumulate all the AOF writes in a memory
     * buffer and write it on disk using this function just before entering
     * the event loop again.
     *
     * About the 'force' argument:
     *
     * When the fsync policy is set to 'everysec' we may delay the flush if there
     * is still an fsync() going on in the background thread, since for instance
     * on Linux write(2) will be blocked by the background fsync anyway.
     * When this happens we remember that there is some aof buffer to be
     * flushed ASAP, and will try to do that in the serverCron() function.
     *
     * However if force is set to 1 we'll write regardless of the background
     * fsync. */  
    #define AOF_WRITE_LOG_ERROR_RATE 30 /* Seconds between errors logging. */  
    /* 刷新缓存区的内容到磁盘中 */  
    void flushAppendOnlyFile(int force) {  
        ssize_t nwritten;  
        int sync_in_progress = 0;  
        mstime_t latency;  
      
        if (sdslen(server.aof_buf) == 0) return;  
      
        if (server.aof_fsync == AOF_FSYNC_EVERYSEC)  
            sync_in_progress = bioPendingJobsOfType(REDIS_BIO_AOF_FSYNC) != 0;  
      
        if (server.aof_fsync == AOF_FSYNC_EVERYSEC && !force) {  
            /* With this append fsync policy we do background fsyncing.
             * If the fsync is still in progress we can try to delay
             * the write for a couple of seconds. */  
            if (sync_in_progress) {  
                if (server.aof_flush_postponed_start == 0) {  
                    /* No previous write postponinig, remember that we are
                     * postponing the flush and return. */  
                    server.aof_flush_postponed_start = server.unixtime;  
                    return;  
                } else if (server.unixtime - server.aof_flush_postponed_start < 2) {  
                    /* We were already waiting for fsync to finish, but for less
                     * than two seconds this is still ok. Postpone again. */  
                    return;  
                }  
                /* Otherwise fall trough, and go write since we can't wait
                 * over two seconds. */  
                server.aof_delayed_fsync++;  
                redisLog(REDIS_NOTICE,"Asynchronous AOF fsync is taking too long (disk is busy?). Writing the AOF buffer without waiting for fsync to complete, this may slow down Redis.");  
            }  
        }  
        /* We want to perform a single write. This should be guaranteed atomic
         * at least if the filesystem we are writing is a real physical one.
         * While this will save us against the server being killed I don't think
         * there is much to do about the whole server stopping for power problems
         * or alike */  
      
        //在进行写入操作的时候,还监听了延迟  
        latencyStartMonitor(latency);  
        nwritten = write(server.aof_fd,server.aof_buf,sdslen(server.aof_buf));  
        latencyEndMonitor(latency);  
        /* We want to capture different events for delayed writes:
         * when the delay happens with a pending fsync, or with a saving child
         * active, and when the above two conditions are missing.
         * We also use an additional event name to save all samples which is
         * useful for graphing / monitoring purposes. */  
        if (sync_in_progress) {  
            latencyAddSampleIfNeeded("aof-write-pending-fsync",latency);  
        } else if (server.aof_child_pid != -1 || server.rdb_child_pid != -1) {  
            latencyAddSampleIfNeeded("aof-write-active-child",latency);  
        } else {  
            latencyAddSampleIfNeeded("aof-write-alone",latency);  
        }  
        latencyAddSampleIfNeeded("aof-write",latency);  
      
        /* We performed the write so reset the postponed flush sentinel to zero. */  
        server.aof_flush_postponed_start = 0;  
      
        if (nwritten != (signed)sdslen(server.aof_buf)) {  
            static time_t last_write_error_log = 0;  
            int can_log = 0;  
      
            /* Limit logging rate to 1 line per AOF_WRITE_LOG_ERROR_RATE seconds. */  
            if ((server.unixtime - last_write_error_log) > AOF_WRITE_LOG_ERROR_RATE) {  
                can_log = 1;  
                last_write_error_log = server.unixtime;  
            }  
      
            /* Lof the AOF write error and record the error code. */  
            if (nwritten == -1) {  
                if (can_log) {  
                    redisLog(REDIS_WARNING,"Error writing to the AOF file: %s",  
                        strerror(errno));  
                    server.aof_last_write_errno = errno;  
                }  
            } else {  
                if (can_log) {  
                    redisLog(REDIS_WARNING,"Short write while writing to "  
                                           "the AOF file: (nwritten=%lld, "  
                                           "expected=%lld)",  
                                           (long long)nwritten,  
                                           (long long)sdslen(server.aof_buf));  
                }  
      
                if (ftruncate(server.aof_fd, server.aof_current_size) == -1) {  
                    if (can_log) {  
                        redisLog(REDIS_WARNING, "Could not remove short write "  
                                 "from the append-only file.  Redis may refuse "  
                                 "to load the AOF the next time it starts.  "  
                                 "ftruncate: %s", strerror(errno));  
                    }  
                } else {  
                    /* If the ftrunacate() succeeded we can set nwritten to
                     * -1 since there is no longer partial data into the AOF. */  
                    nwritten = -1;  
                }  
                server.aof_last_write_errno = ENOSPC;  
            }  
      
            /* Handle the AOF write error. */  
            if (server.aof_fsync == AOF_FSYNC_ALWAYS) {  
                /* We can't recover when the fsync policy is ALWAYS since the
                 * reply for the client is already in the output buffers, and we
                 * have the contract with the user that on acknowledged write data
                 * is synched on disk. */  
                redisLog(REDIS_WARNING,"Can't recover from AOF write error when the AOF fsync policy is 'always'. Exiting...");  
                exit(1);  
            } else {  
                /* Recover from failed write leaving data into the buffer. However
                 * set an error to stop accepting writes as long as the error
                 * condition is not cleared. */  
                server.aof_last_write_status = REDIS_ERR;  
      
                /* Trim the sds buffer if there was a partial write, and there
                 * was no way to undo it with ftruncate(2). */  
                if (nwritten > 0) {  
                    server.aof_current_size += nwritten;  
                    sdsrange(server.aof_buf,nwritten,-1);  
                }  
                return; /* We'll try again on the next call... */  
            }  
        } else {  
            /* Successful write(2). If AOF was in error state, restore the
             * OK state and log the event. */  
            if (server.aof_last_write_status == REDIS_ERR) {  
                redisLog(REDIS_WARNING,  
                    "AOF write error looks solved, Redis can write again.");  
                server.aof_last_write_status = REDIS_OK;  
            }  
        }  
        server.aof_current_size += nwritten;  
      
        /* Re-use AOF buffer when it is small enough. The maximum comes from the
         * arena size of 4k minus some overhead (but is otherwise arbitrary). */  
        if ((sdslen(server.aof_buf)+sdsavail(server.aof_buf)) < 4000) {  
            sdsclear(server.aof_buf);  
        } else {  
            sdsfree(server.aof_buf);  
            server.aof_buf = sdsempty();  
        }  
      
        /* Don't fsync if no-appendfsync-on-rewrite is set to yes and there are
         * children doing I/O in the background. */  
        if (server.aof_no_fsync_on_rewrite &&  
            (server.aof_child_pid != -1 || server.rdb_child_pid != -1))  
                return;  
      
        /* Perform the fsync if needed. */  
        if (server.aof_fsync == AOF_FSYNC_ALWAYS) {  
            /* aof_fsync is defined as fdatasync() for Linux in order to avoid
             * flushing metadata. */  
            latencyStartMonitor(latency);  
            aof_fsync(server.aof_fd); /* Let's try to get this data on the disk */  
            latencyEndMonitor(latency);  
            latencyAddSampleIfNeeded("aof-fsync-always",latency);  
            server.aof_last_fsync = server.unixtime;  
        } else if ((server.aof_fsync == AOF_FSYNC_EVERYSEC &&  
                    server.unixtime > server.aof_last_fsync)) {  
            if (!sync_in_progress) aof_background_fsync(server.aof_fd);  
            server.aof_last_fsync = server.unixtime;  
        }  
    }  


当然有操作会对数据库中的所有数据,做操作记录,便宜用此文件进行全盘恢复:



    /* Write a sequence of commands able to fully rebuild the dataset into
     * "filename". Used both by REWRITEAOF and BGREWRITEAOF.
     *
     * In order to minimize the number of commands needed in the rewritten
     * log Redis uses variadic commands when possible, such as RPUSH, SADD
     * and ZADD. However at max REDIS_AOF_REWRITE_ITEMS_PER_CMD items per time
     * are inserted using a single command. */  
    /* 将数据库的内容按照键值,再次完全重写入文件中 */  
    int rewriteAppendOnlyFile(char *filename) {  
        dictIterator *di = NULL;  
        dictEntry *de;  
        rio aof;  
        FILE *fp;  
        char tmpfile[256];  
        int j;  
        long long now = mstime();  
      
        /* Note that we have to use a different temp name here compared to the
         * one used by rewriteAppendOnlyFileBackground() function. */  
        snprintf(tmpfile,256,"temp-rewriteaof-%d.aof", (int) getpid());  
        fp = fopen(tmpfile,"w");  
        if (!fp) {  
            redisLog(REDIS_WARNING, "Opening the temp file for AOF rewrite in rewriteAppendOnlyFile(): %s", strerror(errno));  
            return REDIS_ERR;  
        }  
      
        rioInitWithFile(&aof,fp);  
        if (server.aof_rewrite_incremental_fsync)  
            rioSetAutoSync(&aof,REDIS_AOF_AUTOSYNC_BYTES);  
        for (j = 0; j < server.dbnum; j++) {  
            char selectcmd[] = "*2\r\n$6\r\nSELECT\r\n";  
            redisDb *db = server.db+j;  
            dict *d = db->dict;  
            if (dictSize(d) == 0) continue;  
            di = dictGetSafeIterator(d);  
            if (!di) {  
                fclose(fp);  
                return REDIS_ERR;  
            }  
      
            /* SELECT the new DB */  
            if (rioWrite(&aof,selectcmd,sizeof(selectcmd)-1) == 0) goto werr;  
            if (rioWriteBulkLongLong(&aof,j) == 0) goto werr;  
      
            /* Iterate this DB writing every entry */  
            //遍历数据库中的每条记录,进行日志记录  
            while((de = dictNext(di)) != NULL) {  
                sds keystr;  
                robj key, *o;  
                long long expiretime;  
      
                keystr = dictGetKey(de);  
                o = dictGetVal(de);  
                initStaticStringObject(key,keystr);  
      
                expiretime = getExpire(db,&key);  
      
                /* If this key is already expired skip it */  
                if (expiretime != -1 && expiretime < now) continue;  
      
                /* Save the key and associated value */  
                if (o->type == REDIS_STRING) {  
                    /* Emit a SET command */  
                    char cmd[]="*3\r\n$3\r\nSET\r\n";  
                    if (rioWrite(&aof,cmd,sizeof(cmd)-1) == 0) goto werr;  
                    /* Key and value */  
                    if (rioWriteBulkObject(&aof,&key) == 0) goto werr;  
                    if (rioWriteBulkObject(&aof,o) == 0) goto werr;  
                } else if (o->type == REDIS_LIST) {  
                    if (rewriteListObject(&aof,&key,o) == 0) goto werr;  
                } else if (o->type == REDIS_SET) {  
                    if (rewriteSetObject(&aof,&key,o) == 0) goto werr;  
                } else if (o->type == REDIS_ZSET) {  
                    if (rewriteSortedSetObject(&aof,&key,o) == 0) goto werr;  
                } else if (o->type == REDIS_HASH) {  
                    if (rewriteHashObject(&aof,&key,o) == 0) goto werr;  
                } else {  
                    redisPanic("Unknown object type");  
                }  
                /* Save the expire time */  
                if (expiretime != -1) {  
                    char cmd[]="*3\r\n$9\r\nPEXPIREAT\r\n";  
                    if (rioWrite(&aof,cmd,sizeof(cmd)-1) == 0) goto werr;  
                    if (rioWriteBulkObject(&aof,&key) == 0) goto werr;  
                    if (rioWriteBulkLongLong(&aof,expiretime) == 0) goto werr;  
                }  
            }  
            dictReleaseIterator(di);  
        }  
      
        /* Make sure data will not remain on the OS's output buffers */  
        if (fflush(fp) == EOF) goto werr;  
        if (fsync(fileno(fp)) == -1) goto werr;  
        if (fclose(fp) == EOF) goto werr;  
      
        /* Use RENAME to make sure the DB file is changed atomically only
         * if the generate DB file is ok. */  
        if (rename(tmpfile,filename) == -1) {  
            redisLog(REDIS_WARNING,"Error moving temp append only file on the final destination: %s", strerror(errno));  
            unlink(tmpfile);  
            return REDIS_ERR;  
        }  
        redisLog(REDIS_NOTICE,"SYNC append only file rewrite performed");  
        return REDIS_OK;  
      
    werr:  
        fclose(fp);  
        unlink(tmpfile);  
        redisLog(REDIS_WARNING,"Write error writing append only file on disk: %s", strerror(errno));  
        if (di) dictReleaseIterator(di);  
        return REDIS_ERR;  
    }  


系统同样开放了后台的此方法操作:



    /* This is how rewriting of the append only file in background works:
     *
     * 1) The user calls BGREWRITEAOF
     * 2) Redis calls this function, that forks():
     *    2a) the child rewrite the append only file in a temp file.
     *    2b) the parent accumulates differences in server.aof_rewrite_buf.
     * 3) When the child finished '2a' exists.
     * 4) The parent will trap the exit code, if it's OK, will append the
     *    data accumulated into server.aof_rewrite_buf into the temp file, and
     *    finally will rename(2) the temp file in the actual file name.
     *    The the new file is reopened as the new append only file. Profit!
     */  
    /* 后台进行AOF数据文件写入操作 */  
    int rewriteAppendOnlyFileBackground(void)  


原理就是和昨天分析的一样,用的是fork(),创建子线程,最后开放出API:



    /* aof.c 中的API */  
    void aofRewriteBufferReset(void) /* 释放server中旧的buffer,并创建一份新的buffer */  
    unsigned long aofRewriteBufferSize(void) /* 返回当前AOF的buffer的总大小 */  
    void aofRewriteBufferAppend(unsigned char *s, unsigned long len) /* 在缓冲区中追加数据,如果超出空间,会新申请一个缓冲块 */  
    ssize_t aofRewriteBufferWrite(int fd) /* 将保存内存中的buffer内容写入到文件中,也是分块分块的写入 */  
    void aof_background_fsync(int fd) /* 开启后台线程进行文件同步操作 */  
    void stopAppendOnly(void) /* 停止追加数据操作,这里用的是一个命令模式 */  
    int startAppendOnly(void) /* 开启追加模式 */  
    void flushAppendOnlyFile(int force) /* 刷新缓存区的内容到磁盘中 */  
    sds catAppendOnlyGenericCommand(sds dst, int argc, robj **argv) /* 根据输入的字符串,进行参数包装,再次输出 */  
    sds catAppendOnlyExpireAtCommand(sds buf, struct redisCommand *cmd, robj *key, robj *seconds) /* 将过期等的命令都转化为PEXPIREAT命令,把时间转化为了绝对时间 */  
    void feedAppendOnlyFile(struct redisCommand *cmd, int dictid, robj **argv, int argc) /* 根据cmd的不同操作,进行命令的不同转化 */  
    struct redisClient *createFakeClient(void) /* 命令总是被客户端所执行的,因此要引入客户端的方法 */  
    void freeFakeClientArgv(struct redisClient *c) /* 释放客户端参数操作 */  
    void freeFakeClient(struct redisClient *c) /* 释放客户端参数操作 */  
    int loadAppendOnlyFile(char *filename) /* 加载AOF文件内容 */  
    int rioWriteBulkObject(rio *r, robj *obj) /* 写入bulk对象,分为LongLong对象,和普通的String对象 */  
    int rewriteListObject(rio *r, robj *key, robj *o) /* 写入List列表对象,分为ZIPLIST压缩列表和LINEDLIST普通链表操作 */  
    int rewriteSetObject(rio *r, robj *key, robj *o) /* 写入set对象数据 */  
    int rewriteSortedSetObject(rio *r, robj *key, robj *o) /* 写入排序好的set对象 */  
    static int rioWriteHashIteratorCursor(rio *r, hashTypeIterator *hi, int what) /* 写入哈希迭代器当前指向的对象 */  
    int rewriteHashObject(rio *r, robj *key, robj *o) /* 写入哈希字典对象 */  
    int rewriteAppendOnlyFile(char *filename) /* 将数据库的内容按照键值,再次完全重写入文件中 */  
    int rewriteAppendOnlyFileBackground(void) /* 后台进行AOF数据文件写入操作 */  
    void bgrewriteaofCommand(redisClient *c) /* 后台写AOF文件操作命令模式 */  
    void aofRemoveTempFile(pid_t childpid) /* 移除某次子线程ID为childpid所生产的aof文件 */  
    void aofUpdateCurrentSize(void) /* 更新当前aof文件的大小 */  
    void backgroundRewriteDoneHandler(int exitcode, int bysignal) /* 后台子线程写操作完成后的回调方法 */  


运维网声明 1、欢迎大家加入本站运维交流群:群②:261659950 群⑤:202807635 群⑦870801961 群⑧679858003
2、本站所有主题由该帖子作者发表,该帖子作者与运维网享有帖子相关版权
3、所有作品的著作权均归原作者享有,请您和我们一样尊重他人的著作权等合法权益。如果您对作品感到满意,请购买正版
4、禁止制作、复制、发布和传播具有反动、淫秽、色情、暴力、凶杀等内容的信息,一经发现立即删除。若您因此触犯法律,一切后果自负,我们对此不承担任何责任
5、所有资源均系网友上传或者通过网络收集,我们仅提供一个展示、介绍、观摩学习的平台,我们不对其内容的准确性、可靠性、正当性、安全性、合法性等负责,亦不承担任何法律责任
6、所有作品仅供您个人学习、研究或欣赏,不得用于商业或者其他用途,否则,一切后果均由您自己承担,我们对此不承担任何法律责任
7、如涉及侵犯版权等问题,请您及时通知我们,我们将立即采取措施予以解决
8、联系人Email:admin@iyunv.com 网址:www.yunweiku.com

所有资源均系网友上传或者通过网络收集,我们仅提供一个展示、介绍、观摩学习的平台,我们不对其承担任何法律责任,如涉及侵犯版权等问题,请您及时通知我们,我们将立即处理,联系人Email:kefu@iyunv.com,QQ:1061981298 本贴地址:https://www.yunweiku.com/thread-27094-1-1.html 上篇帖子: Redis源码分析(十四)--- rdb.c本地数据库操作 下篇帖子: Redis源码解析(十六)--- config配置文件 file
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

扫码加入运维网微信交流群X

扫码加入运维网微信交流群

扫描二维码加入运维网微信交流群,最新一手资源尽在官方微信交流群!快快加入我们吧...

扫描微信二维码查看详情

客服E-mail:kefu@iyunv.com 客服QQ:1061981298


QQ群⑦:运维网交流群⑦ QQ群⑧:运维网交流群⑧ k8s群:运维网kubernetes交流群


提醒:禁止发布任何违反国家法律、法规的言论与图片等内容;本站内容均来自个人观点与网络等信息,非本站认同之观点.


本站大部分资源是网友从网上搜集分享而来,其版权均归原作者及其网站所有,我们尊重他人的合法权益,如有内容侵犯您的合法权益,请及时与我们联系进行核实删除!



合作伙伴: 青云cloud

快速回复 返回顶部 返回列表