Redis 持久化策略及其优缺点

原文：Redis 有哪 2 种持久化方式？分别的优缺点是什么？，补充了 Redis 默认的持久化配置

Redis 的读写操作都是在内存中，所以 Redis 性能才会高，但是当 Redis 重启后，内存中的数据就会丢失，那为了保证内存中的数据不会丢失，Redis 实现了数据持久化的机制，这个机制会把数据存储到磁盘，这样在 Redis 重启就能够从磁盘中恢复原有的数据。Redis 共有两种数据持久化的方式：

• AOF（Append Only File）：每执行一条写操作命令，就把该命令以追加的方式写入到一个文件里（保存日志）；
• RDB（Redis Database）：将某一时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘（保存快照）。

AOF 日志是如何实现的？

Redis 在执行完一条写操作命令后，就会把该命令以追加的方式写入到一个文件里，然后 Redis 重启时，会读取该文件记录的命令，然后逐一执行命令的方式来进行数据恢复。

我这里以「set name xiaolin」命令作为例子，Redis 执行了这条命令后，记录在 AOF 日志里的内容如下图：

Redis 提供了 3 种写回硬盘的策略，在 Redis.conf 配置文件中的 appendfsync 配置项可以有以下 3 种参数可填：

• Always，这个单词的意思是「总是」，所以它的意思是每次写操作命令执行完后，同步将 AOF 日志数据写回硬盘；
• Everysec，这个单词的意思是「每秒」，所以它的意思是每次写操作命令执行完后，先将命令写入到 AOF 文件的内核缓冲区，然后每隔一秒将缓冲区里的内容写回到硬盘；
• No，意味着不由 Redis 控制写回硬盘的时机，转交给操作系统控制写回的时机，也就是每次写操作命令执行完后，先将命令写入到 AOF 文件的内核缓冲区，再由操作系统决定何时将缓冲区内容写回硬盘。

我也把这 3 个写回策略的优缺点总结成了一张表格：

RDB 快照是如何实现的呢？

因为 AOF 日志记录的是操作命令，不是实际的数据，所以用 AOF 方法做故障恢复时，需要全量把日志都执行一遍，一旦 AOF 日志非常多，势必会造成 Redis 的恢复操作缓慢。为了解决这个问题，Redis 增加了 RDB 快照。

所谓的快照，就是记录某一个瞬间东西，比如当我们给风景拍照时，那一个瞬间的画面和信息就记录到了一张照片。所以，RDB 快照就是记录某一个瞬间的内存数据，记录的是实际数据，而 AOF 文件记录的是命令操作的日志，而不是实际的数据。因此在 Redis 恢复数据时，RDB 恢复数据的效率会比 AOF 高些，因为直接将 RDB 文件读入内存就可以，不需要像 AOF 那样还需要额外执行操作命令的步骤才能恢复数据。

Redis 提供了两个命令来生成 RDB 文件，分别是 save 和 bgsave，他们的区别就在于是否在「主线程」里执行：

• 执行了 save 命令，就会在主线程生成 RDB 文件，由于和执行操作命令在同一个线程，所以如果写入 RDB 文件的时间太长，会阻塞主线程；
• 执行了 bgsave 命令，会创建一个子进程来生成 RDB 文件，这样可以避免主线程的阻塞；

AOF 和 RDB 优缺点

AOF：

• 优点：首先，AOF 提供了更好的数据安全性，因为它默认每接收到一个写命令就会追加到文件末尾。即使 Redis 服务器宕机，也只会丢失最后一次写入前的数据。其次，AOF 支持多种同步策略（如 everysec、always 等），可以根据需要调整数据安全性和性能之间的平衡。同时，AOF 文件在 Redis 启动时可以通过重写机制优化，减少文件体积，加快恢复速度。并且，即使文件发生损坏，AOF 还提供了 redis-check-aof 工具来修复损坏的文件。
• 缺点：因为记录了每一个写操作，所以 AOF 文件通常比 RDB 文件更大，消耗更多的磁盘空间。并且，频繁的磁盘 IO 操作（尤其是同步策略设置为 always 时）可能会对 Redis 的写入性能造成一定影响。而且，当单个文件体积过大时，AOF 会进行重写操作（重写操作会创建一个新的 AOF 文件，新的 AOF 文件仅保留重建当前数据集所需的最小命令集合），AOF 如果没有开启 AOF 重写或者重写频率较低，恢复过程可能较慢，因为它需要重放所有的操作命令。

RDB：

• 优点：RDB 通过快照的形式保存某一时刻的数据状态，文件体积小，备份和恢复的速度非常快。并且，RDB 是在主线程之外通过 fork 子进程来进行的，不会阻塞服务器处理命令请求，对 Redis 服务的性能影响较小。最后，由于是定期快照，RDB 文件通常比 AOF 文件小得多。
• 缺点：RDB 方式在两次快照之间，如果 Redis 服务器发生故障，这段时间的数据将会丢失。并且，如果在 RDB 创建快照到恢复期间有写操作，恢复后的数据可能与故障前的数据不完全一致。

Redis 默认的持久化配置

Redis 默认开启 RDB 持久化方式，默认关闭 AOF 持久化方式。

在 Redis 的默认配置文件（redis.conf）中：

• RDB 配置： 默认开启，并设置了以下默认的快照规则：

  save 900 1      # 900 秒（15 分钟）内至少有 1 个 key 被修改则触发保存
  save 300 10     # 300 秒（5 分钟）内至少有 10 个 key 被修改则触发保存
  save 60 10000   # 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改则触发保存

• AOF 配置： 默认关闭，可以通过设置appendonly yes来开启。开启后，默认的写回策略是 everysec（每秒写回）。

在实际生产环境中，通常推荐同时开启 RDB 和 AOF 两种持久化方式。这样 RDB 可以作为全量备份，AOF 可以作为实时数据的记录，两者互补，既保证了数据安全性，又提供了较好的恢复性能。优先级：AOF > RDB。