Redis 源码硬核解析系列专题 - 第六篇：内存管理与持久化机制

1. 引言

Redis作为一个内存数据库，其内存管理和持久化机制直接影响性能和数据可靠性。Redis通过自定义内存分配器优化内存使用，同时提供RDB和AOF两种持久化方式保证数据不丢失。本篇将深入剖析Redis的内存管理（zmalloc.c）以及RDB（rdb.c）和AOF（aof.c）的实现细节。

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2. 内存管理

2.1 Redis的内存分配器

Redis默认使用jemalloc（可在deps/中找到），也支持tcmalloc或标准libc。自定义封装在zmalloc.c中。

代码片段（zmalloc.h）：

void *zmalloc(size_t size);
void *zrealloc(void *ptr, size_t size);
void zfree(void *ptr);
size_t zmalloc_size(void *ptr);

硬核解析：

• zmalloc()：调用jemalloc分配内存，记录使用量。
• zmalloc_size()：返回实际分配块大小，用于内存统计。
• 优势：减少碎片，提升分配效率。

代码片段（zmalloc.c）：

void *zmalloc(size_t size) {
   
    void *ptr = je_malloc(size + PREFIX_SIZE);
    if (!ptr) zmalloc_oom_handler(size);
    *((size_t*)ptr) = size; // 记录大小
    update_zmalloc_stat_alloc(size + PREFIX_SIZE);
    return (char*)ptr + PREFIX_SIZE;
}

硬核解析：

• PREFIX_SIZE：额外空间存储元数据（通常8字节）。
• update_zmalloc_stat_alloc()：更新全局内存统计。

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3. 持久化机制

Redis提供两种持久化方式：RDB（快照）和AOF（日志）。

3.1 RDB持久化（rdb.c）

RDB通过生成内存数据的快照保存到磁盘。

代码片段（rdbSave()）：

int rdbSave(char *filename, rdbSaveInfo *rsi) {
   
    rio rdb;
    rioInitWithFile(&rdb, fopen(filename, "w"));
    rdbSaveRio(&rdb, rsi);
    return C_OK;
}

硬核解析：

• rio：Redis的I/O抽象层，支持缓冲写。
• 格式：RDB文件包含版本号、数据库键值对和校验和。

后台保存（rdbSaveBackground()）：

int rdbSaveBackground(char *filename, rdbSaveInfo *rsi) {
   
    pid_t childpid = fork();
    if (childpid == 0) {
   
        rdbSave(filename, rsi);
        exit(0);
    }
    return C_OK;
}

硬核解析：

• fork()：创建子进程，避免阻塞主线程。
• COW（Copy-On-Write）：子进程共享内存，快照时仅复制修改页面。

Mermaid RDB流程：