RDB 是什么

Redis *.rdb 是内存的二进制文件，通过 *.rdb 能够完全回复 Redis 的运行状态。

RDB 文件格式

详细信息可参考：Redis RDB Dump File Format。

Header

RDB 文件的头部占用 9bytes，前 5bytes 为 Magic String, 后 4bytes 为版本号；

52 45 44 49 53 #"REDIS", 就像 java 的 class 文件以 0xCAFEBABE 开头一样
30 30 30 36    #RDB 版本号，30 表示‘0’，版本号为 0006＝6
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注意：版本号是字符串而不是整型：

snprintf(magic,sizeof(magic),“REDIS%04d”,RDB_VERSION);
RDB_VERSION 详细信息可参考：Redis RDB Version History

Body

DB Selector

FE 开头表示后跟表示 DB Selector，例如：

FE 00   #FE 表明数据库的哪个 db，此处为 db0
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注意：DB Selector 长度不固定，具体的编码方式请参见后文的 Length 编码。

AUX Fields

FA 开头表示后跟 AUX Fields, 记录生成 Dump 文件的 Redis 相关信息，例如 redis-ver、redis-bits、used-mem、aof-preamble 和 repl-id 等。这些信息采用 String 编码；

注意：redis3.0 版本的 RDB 版本号为 6，redis3.2 的版本号为 7；

Key-Value

key-value 有三种格式：

1. expire 为 second

FD $unsigned int    #失效时间（秒），4 个字节
$value-type         #1 个字节，表明数据类型：set,map 等
$string-encoded-key #key 值，字符串类型
$encoded-value      #value, 编码方式和类型有关
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2. expire 为 millisecond

FC $unsigned long    #失效时间（毫秒），8 个字节
$value-type          #数据类型，1 个字节
$string-encoded-key  #key，字符串类型
$encoded-value       #value, 编码方式和类型有关
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3. 无 expire

$value-type         #数据类型，1 个字节
$string-encoded-key #key，字符串类型
$encoded-value      #value, 编码方式和类型有关
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Footer

FF              #RDB 文件的结束
8byte checksum #循环冗余校验码，Redis 采用 crc-64-jones 算法，初始值为 0
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编码算法说明

Length 编码

长度采用 BigEndian 格式存储，为无符号整数

1. 如果以"00"开头，那么接下来的 6 个 bit 表示长度；
2. 如果以“01”开头，那么接下来的 14 个 bit 表示长度；
3. 如果以"10"开头，该 byte 的剩余 6bit 废弃，接着读入 4 个 bytes 表示长度 (BigEndian)；
4. 如果以"11"开头，那么接下来的 6 个 bit 表示特殊的编码格式，一般用来存储数字：

• 0 表示用接下来的 1byte 表示长度
• 1 表示用接下来的 2bytes 表示长度；
• 2 表示用接下来的 4bytes 表示长度；

String 编码

该编码方式首先采用 Length 编码 进行解析：

1. 从上面的Length 编码知道，如果以"00",“01”,"10"开头，首先读取长度；然后从接下来的内容中读取指定长度的字符；

2. 如果以"11"开头，而且接下来的 6 个字节为“0”、“1”和“2”, 那么直接读取接下来的 1，2，4bytes 做为字符串的内容（实际上存储的是数字，只不过按照字符串的格式存储）；

3. 如果以“11”开头，而且接下来的 6 个字节为"3", 表明采用 LZF 压缩字符串格式：
   LZF 编码的解析步骤为：

4. 首先采用Length 编码读取压缩后字符串的长度 clen;

5. 接着采用Length 编码读取压缩前的字符串长度；

6. 读取 clen 长度的字节，并采用 lzf 算法解压得到原始的字符串

Score 编码

1. 读取 1 个字节，如果为 255，则返回负无穷；
2. 如果为 254，返回正无穷；
3. 如果为 253，返回非数字；
4. 否则，将该字节的值做为长度，读取该长度的字节，将结果做为分值；

Value 编码

Redis 中的 value 编码包括如下类型：

其中 String 编码在前面已经介绍过，接下来逐一介绍其他的 9 种编码方式；

List

首先用 Length 编码读取 List 的长度 lsize；
采用 String 编码读取 lsize 个字符串

Set

同 List

Sorted Set

首先用 Length 编码读取 Sorted Set 的长度 zsize；
采用 String 编码读取字符串，采用 Score 编码读取分值；
循环读取 zsize 次；

Hash

采用 Length 编码读取 Hash 的大小 hsize；
采用 String 编码读取 2*hsize 的字符串，按照 key,value 的方式组装成 Map

Zipmap

用于存储 hashmap,Redis2.6 之后，该编码被废弃，转而采用 Ziplist 编码；

采用 String 编码读取整个 zipmap 字符串，hashmap 字符串的格式为：

<zmlen><len>"foo"<len><free>"bar"<len>"hello"<len><free>"world"<zmend>
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1. zmlen: 一个字节，Zipmap 的大小；如果>=254, 意味着 zipmap 的大小无法直接获取到，必须要遍历整个 zipmap 才能得到大小；
2. len: 字符串长度，1 或 5 个字节长度；如果第一个字节在 0~252 之间，那么长度为第一个字节；如果为 253, 那么接下来的 4 个字节表示长度；254 和 255 是无效值；
3. free:1 字节，表明 value 空闲的字节数；
4. zmend:0xff, 表示 Zipmap 的结尾；

Ziplist

采用 String 编码读取整个 ziplist 字符串，字符串的格式为：

<zlbytes><zltail><zllen><entry><entry><zlend>
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• zlbytes:4 字节无符号整数，表示 ziplist 占用的总字节数；
• zltail:4 字节无符号整数 (little endian), 表示尾元素的偏移量；
• zllen:2 字节无符号整数 (little endian), 表示 ziplist 中的元素个数，当元素个数大于 65535 时，无法用 2 字节表示，需要遍历列表获取元素个数；
• entry:ziplist 中的元素；
• zlend: 常量 (0xff), 表示 ziplist 的结尾；
  entry 的格式：

<length-prev-entry><encoding><content>
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1. lenth-prev-entry: 如果第一个字节<254, 则用 1bytes 表示长度；否则则用接下来的 4bytes（无符号整数）表示长度；
2. encoding

• "00"开头：字符串，用接下来的 6bit 表示长度；
• "01"开头：字符串，用接下来的 14bit 表示长度；
• "10"开头：字符串，忽略本字节的 6bit, 用接下来的 32bit 表示长度；
• "11000000"开头：整数，内容为接下来的 16bit；
• "11010000"开头：整数，内容为接下来的 32bit；
• "11100000"开头：整数，内容为接下来的 64bit；
• "11110000"开头：整数，内容为接下来的 24bit；
• "11111110"开头：整数，内容为接下来的 8bit；
• "1111"开头 ：整数，内容为接下来的 4bit 的值减去 1；

3. content
   entry 内容，它的长度通过前面的 encoding 确定；
   注意：元素长度、内容长度等都是采用 Little Endian 编码；

Intset

Intset 是一个整数组成的二叉树；当 set 的所有元素都是整形的时候，Redis 会采用该编码进行存储；Inset 最大可以支持 64bit 的整数，做为优化，如果整数可以用更少的字节数表示，Redis 可能会用 16~32bit 来表示；注意的是当插入一个长度不一样的整数时，有可能会引起整个存储结构的变化；

由于 Intset 是一个二叉树，因此它的元素都是排序过的；
采用 String 编码读取整个 intset 字符串，字符串的格式为：

<encoding><length-of-contents><contents>
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1. encoding:32bit 的无符号整数；可选值包括 2、4 和 8；表示 inset 中的每个整数占用的字节数；
2. length-of-contents:32bit 无符号整数，表示 Intset 中包含的整数个数；
3. contents: 整数数组，长度由 length-of-contents 决定；

Sorted Set in Ziplist Encoding

采用 Ziplist 编码，区别在于用两个 entry 分别表示元素和分值；

Hashmap in Ziplist Encoding

采用 Ziplist 编码，区别在于用两个 entry 分别表示 key 和 value;

实际例子

本篇文章在本地安装并启动 Redis 服务，保存一个 string 类型的字符串，save 之后查看保存的 rdb 文件的二进制。

1. 安装、启动 Redis

2. 下载见：Redis Download

3. 启动 Redis server：
   

src/redis-server&
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4. 启动一个 Redis client：

src/redis-cli
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5. 保存字符串

127.0.0.1:6379> set name yano
OK
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6. 保存 RDB 文件

127.0.0.1:6379> save
80277:M 15 Feb 2022 10:51:07.308 * DB saved on disk
OK
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在刚执行 redis-cli 的目录下，就生成了 rdb 文件，文件名是 dump.rdb。

分析 RDB 文件
使用 hexedit 命令分析 dump.rdb 文件：

hexedit dump.rdb
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dump.rdb 文件内容如下：

本篇文章只是分析 rdb 文件的基本结构和格式，只保存了一个最基础的 string。（图画了一个小时😁）RDB 这块的 Redis 源码就不分析了，基本上都是按照这个结构来的。