Redis持久化----RDB和AOF 的区别

一、Redis的持久化机制概述

RDB持久化机制：

RDB持久化机制是一种将Redis在内存中的数据保存到磁盘上的方式，保存的数据是某个时间点的快照。
在RDB持久化机制中，Redis会周期性地将内存中的数据快照写入磁盘，保存为一个RDB文件。
通过快照的方式将数据保存在磁盘上，可以减小数据集的大小，并且在恢复大数据集时速度较快。
优点：简单、高效，适合大规模数据的备份和恢复。
缺点：可能会丢失最后一次快照之后的数据，不适合对数据丢失要求严格的场景。

AOF持久化机制：

AOF持久化机制将Redis服务器执行的所有写操作记录到一个日志文件中，采用追加的方式写入。这确保了数据不会丢失。
AOF文件保存的是Redis服务器执行的原始命令，因此具有很好的可读性。
AOF文件通常会比RDB文件大，但可以提供更好的数据持久性，数据丢失的概率更低。
优点：提供更好的数据持久性，可以最大程度上避免数据丢失。
缺点：相对于RDB，AOF文件较大，恢复速度相对较慢。同时，AOF文件的写入频率较高，对性能产生一定影响。

运行时查看持久化信息：

查看 RDB 持久化状态：使用 INFO persistence 命令，返回结果中的 rdb_last_save_time 字段显示了最后一次执行 RDB 持久化的时间。可以通过定期执行 LASTSAVE 命令来获取最后一次成功执行 RDB（快照）持久化的时间。
查看 AOF 持久化状态：使用 INFO persistence 命令，返回结果中的 aof_enabled 字段显示了 AOF 持久化是否开启。

运行命令：

CONFIG GET save
CONFIG GET appendonly

二、RDB持久化机制

RDB持久化机制就像是在玩电脑游戏时，你不想从头重新开始，就想着在特定关卡或者达到一定分数时，把当前游戏存档下来，下次再玩的时候，直接加载存档就可以继续玩了。

首先，得告诉Redis要定期存档数据，就像给游戏设置一个自动存档的功能一样。向Redis发送指令告诉它每隔多久就要存档一次，或者当修改的key超过一定的数量时要存档。这就是触发条件，就好比是设定游戏存档的条件。

一旦触发了存档条件，Redis就要开始行动了。它会整理内存中的所有数据，就好比是整理要存档的游戏状态，然后把这些数据写入一个临时文件里，相当于是把游戏状态存到了一个暂时的存档文件里。

接下来，Redis会将这个临时文件保存到硬盘上，并将其重命名为RDB文件。这就相当于是把暂时存档文件变成了一份正式的游戏存档文件。这是一个非常重要的步骤，因为它确保了无论何时，RDB文件都是完整的。

这个RDB文件就相当于游戏的存档文件，里面包含了所有数据的状态。当Redis服务器启动时，它会读取这个RDB文件，然后把这些数据重新加载到内存中，就好比是通过加载游戏存档文件，从而恢复到之前的状态。这样，Redis就会从之前存档的位置继续运行，就好像是游戏恢复到了存档的地方一样。

触发 RDB 文件的生成有以下两种方式:

手动触发：通过执行 SAVE 或 BGSAVE 命令。

自动触发：基于 Redis 配置文件中的 save 指令设置的条件。（默认是通过 BGSAVE 命令来触发的）

redis 配置文件 save 指令设置： 
save 3600 1        # 3600秒内如果超过1个key被修改则生成 RDB
save 300 100       # 300秒内如果超过100个key被修改则生成 RDB
save 60 10000      # 60秒内如果超过10000个key被修改则生成 RDB

优点

RDB持久化机制通过生成内存快照的方式保存数据到磁盘，这样在数据恢复时只需加载一个文件，能够快速地恢复整个数据集。
由于RDB文件是一个快照，它只包含了某个时间点的数据，因此RDB文件相对较小（因为经过了压缩）。这对于备份、恢复大型数据集是非常有利的。
RDB文件是一个完整的快照，因此在需要恢复数据时，可以确保数据的完整性。
RDB文件是一个二进制文件，因此可以很方便地进行备份和迁移，也更容易实现数据的异地备份。

缺点

DB持久化机制是周期性地进行数据快照，因此在数据快照之间的时间段内，如果发生宕机或故障，可能会丢失最后一次快照之后的数据。

三、AOF持久化机制

对于AOF持久化机制时，可以这么想：想象在写日记，每当发生一件重要的事情都会拿出日记本，追加写上这件事的内容。这样做的好处是不会漏掉任何一件重要的事情，而且日记本记录的内容也非常详细。

原理和工作流程：

1）在AOF持久化机制中，Redis会记录所有写操作，这包括对数据进行插入、更新、删除等所有的写入操作。每当这些写操作发生时，Redis会将相应的命令追加到AOF文件的末尾。

2）随着时间的推移，AOF文件会持续地通过追加写入命令来不断增长，就像是不断地在日记本中写入新的内容。

3）当Redis服务器重新启动时，它会通过重新执行AOF文件中存储的命令来恢复数据，简单来说是重新读一遍日记本中的所有事件，从而还原出数据状态。
优点

AOF文件中记录了Redis执行的所有写操作，可以提供更可靠的数据持久性，避免数据丢失。
AOF文件保存的是Redis服务器执行的原始命令，在恢复数据时通过重新执行AOF文件中的命令来还原数据，保证数据的一致性。
OF文件保存的是Redis服务器执行的原始命令，具有很好的可读性，方便进行数据分析和故障排查。
容灾性强。AOF文件的追加写入方式使得即使在发生意外宕机的情况下，数据也不容易丢失，整个AOF文件不易损坏。

缺点

由于AOF文件记录了Redis执行的所有写操作，因此在持续运行的过程中，AOF文件会不断增长，导致文件体积较大。
由于AOF文件的体积较大，在发生宕机后，需要重新加载整个AOF文件并重放所有命令，会导致较慢的恢复速度。

四、RDB和AOF的混合持久化

Redis 4.0版本引入了RDB和AOF的混合持久化模式（redis默认是开启的rdb的持久化方式），旨在结合两种方法的优点，为用户提供更灵活、更可靠的数据持久化选择。

混合模式开启： aof-use-rdb-preamble 修改为 yes【同时启用 RDB 和 AOF 两种持久化】

开启AOF持久化: appendonly yes

关闭RDB快照功能：save ""

1）工作原理

在 AOF 重写之前，RDB 和 AOF 都是按照它们各自的持久化策略工作的。当 AOF 重写被触发时，混合持久化才开始发挥作用：将当前的数据集会首先以RDB 格式写入新 AOF 文件的顶部，然后再追加新的命令到文件的末尾。

步骤说明：

混合持久化的实现主要是靠主进程和子进程共同来完成的。

子进程：

子进程进行 AOF 重写：

首先创建新的 AOF 文件 appendonly.rdb
将 Redis 当前的数据生成 RDB 快照写入 appendonly.rdb 文件的开始部分

主进程：

主进程先将新的写操作命令写入 AOF 重写缓冲区
主进程将 AOF 重写缓冲区的内容追加到 appendonly.rdb文件的 RDB 数据的末尾
使用 appendonly.rdb 文件替换旧的 AOF 文件

2）优点

快速恢复: 重启时,Redis可以快速加载RDB部分,然后再执行AOF部分,大大减少了数据恢复的时间。
数据完整性: AOF部分记录了自上次RDB快照之后的所有写操作,确保了数据的完整性。
文件大小优化: 相比纯AOF模式,混合模式的文件通常更小,因为RDB部分是经过压缩的二进制数据。
灵活性: 用户可以根据需求调整RDB快照的频率和AOF重写的触发条件。

3）缺点：

稍微复杂：因为它结合了两种技术，所以处理起来比单一的 RDB 或 AOF 要复杂一点。
可能占更多空间：在某些情况下，保存数据的文件可能会比只使用 RDB 或AOF 的文件要大一些。
写入速度：可能会稍慢一些，特别是当数据需要经常被保存到硬盘时（比如当 appendfsync 配置为always时）

4）假如 Redis 的 RDB 和 AOF 持久化都启用，redis 在载入数据的时候，是载入 AOF 文件？还是 RDB 文件？

Redis 会优先载入 AOF 文件来恢复数据，而不是 RDB 文件。这是因为 AOF 文件通常包含了更完整的操作记录，从而能够恢复更完整的数据状态。而 RDB 文件是定时生成的数据快照，所以它可能没有记录到最后一次快照之后发生的所有更改。因此，使用 AOF 文件恢复数据可以提供更高的数据完整性。

5）注意事项

1. 版本兼容性: 混合持久化只在Redis 4.0及以上版本可用。

2. 文件格式变化: 启用混合持久化后,AOF文件的格式会发生变化,可能影响一些依赖于旧格式的工具或脚本。

3. 内存占用: 在进行AOF重写时,可能会短暂增加内存占用。

4. 性能影响: 虽然影响较小,但混合模式可能会对Redis的性能产生轻微影响。

五、如何选择？
RDB持久化机制适合恢复速度要求高、数据频繁变化、备份频繁的场景，而AOF持久化机制适合对数据持久性、一致性要求高、容灾恢复能力要求高的场景。

在性能方面，RDB持久化机制通常在恢复大数据集时性能较好，因为只需要加载一个文件即可恢复整个数据集，而AOF在数据恢复方面由于文件体积较大而导致较慢的恢复速度。另外，RDB文件通常较小，因此在备份和存储大规模数据时性能较好。

在可靠性方面，AOF持久化机制通常能够提供更好的数据持久性，由于AOF文件保存了Redis的原始命令，能够减少数据丢失的概率，而RDB持久化机制在宕机时可能会丢失最后一次快照之后的数据。

在选择Redis持久化策略时,需要考虑以下因素:

数据安全性要求: 如果对数据丢失极度敏感,可以选择AOF或混合模式。
性能需求: 如果追求最高性能,可以选择RDB或完全关闭持久化。
恢复速度: 如果需要快速恢复大量数据,RDB或混合模式更合适。
磁盘空间: AOF文件通常比RDB文件大,如果磁盘空间有限,可以考虑RDB或混合模式。
应用场景: 对于缓存场景,可以选择RDB或关闭持久化;对于数据存储场景,AOF或混合模式更合适。

对于重要的生产环境,可以使用混合持久化,同时配置适当的RDB快照频率和AOF重写策略。
对于次要的缓存服务,可以仅使用RDB,并降低快照频率。
对于对数据一致性要求极高的场景,可以使用AOF并设置`appendfsync always`。

六、总结

RDB持久化机制适合于对数据恢复速度要求高、数据变动频率较低、需要对大规模数据进行备份和存储的场景。由于RDB文件体积相对较小，能够较快地恢复整个数据集，适合备份和存储大规模数据。
AOF持久化机制适合于对数据持久性和可靠性要求高、需要进行数据分析、灾难恢复和故障排查的场景。AOF文件记录了Redis的所有写操作，具有更好的可读性和可靠的数据恢复能力，能够提供更好的数据保护。