redis持久化
Redis 是一个内存数据库，所以其运行效率非常高。但也存在一个问题：内存中的数据是不持久的，若主机宕机或 Redis 关机重启，则内存中的数据全部丢失。当然，这是不允许的。Redis 具有持久化功能，其会按照设置以快照或操作日志的形式将数据持久化到磁盘。
持久化的分类与优先级
根据持久化使用技术的不同，Redis 的持久化分为两种：RDB 与 AOF。
RDB 是默认持久化方式，但 Redis 允许 RDB 与 AOF 两种持久化技术同时开启，此时系统会使用 AOF 方式做持久化，即 AOF 持久化技术的优先级要更高。同样的道理，两种技术同时开启状态下，系统启动时若两种持久化文件同时存在，则优先加载 AOF 持久化文件。
RDB 与 AOF 对比
RDB 优势与不足
RDB 优势
- RDB 文件较小
- 数据恢复较快
RDB 不足
- 数据安全性较差
- 写时复制会降低性能
- RDB 文件可读性较差
AOF 优势与不足
AOF 优势
- 数据安全性高
- AOF 文件可读性强
AOF 不足
- AOF 文件较大
- 写操作会影响性能
- 数据恢复较慢
持久化技术选型
官方推荐使用 RDB 与 AOF 混合式持久化。
若对数据安全性要求不高，则推荐使用纯 RDB 持久化方式。
不推荐使用纯 AOF 持久化方式。
若 Redis 仅用于缓存，则无需使用任何持久化技术。
RDB 持久化
RDB，Redis DataBase，是指将内存中某一时刻的数据快照全量写入到指定的 rdb 文件的持久化技术。RDB 持久化默认是开启的。当 Redis 启动时会自动读取 RDB 快照文件，将数据从硬盘载入到内存，以恢复 Redis 关机前的数据库状态。
RDB持久化的执行
RDB 持久化的执行有三种方式：手动 save 命令、手动 bgsave 命令，与自动条件触发。
- 通过在 redis-cli 客户端中执行 save 命令可立即进行一次持久化保存。save 命令在执行期间会阻塞 redis-server 进程，直至持久化过程完毕。而在 redis-server 进程阻塞期间，Redis不能处理任何读写请求，无法对外提供服务。
- 通过在 redis-cli 客户端中执行 bgsave 命令可立即进行一次持久化保存。不同于 save 命令的是，正如该命令的名称一样，background save，后台运行 save。bgsave 命令会使服务器进程 redis-server 生成一个子进程，由该子进程负责完成保存过程。在子进程进行保存过程中，不会阻塞 redis-server 进程对客户端读写请求的处理。
- 自动条件触发的本质仍是 bgsave 命令的执行。只不过是用户通过在配置文件中做相应的设置后，Redis 会根据设置信息自动调用 bgsave 命令执行。
127.0.0.1:6379> bgsave
Background saving started
bgsave子进程的工作原理
由于子进程可以继承父进程的所有资源，且父进程不能拒绝子进程的继承权。所以，bgsave 子进程有权读取到 redis-server 进程写入到内存中的用户数据，使得将内存数据持久化到 dump.rdb 成为可能。
bgsave 子进程在持久化时首先会将内存中的全量数据 copy 到磁盘中的一个 RDB 临时文件，copy 结束后，再将该文件 rename 为 dump.rdb，替换掉原来的同名文件。
不过，在进行持久化过程中，如果 redis-server 进程接收到了用户写请求，则系统会将内存中发生数据修改的物理块 copy 出一个副本。等内存中的全量数据 copy 结束后，会再将副本中的数据 copy 到 RDB 临时文件。这个副本的生成是由于 Linux 系统的写时复制技术（Copy-On-Write）实现的。
查看持久化时间
通过 lastsave 命令可以查看最近一次执行持久化的时间，其返回的是一个 Unix 时间戳。
127.0.0.1:6379> lastsave
(integer) 1673711654
RDB配置相关
RDB的配置在redis.conf中的 SNAPSHOTTING 版块中。
# 默认配置
# 每3600秒期间执行过一次写入，每300秒期间执行过100次写入，每60秒期间执行过10000次写入，即条件触发bgsave命令执行持久化
# 如果不启用RDB持久化，只需设置 save 的参数为空串即可：save ""
# save 3600 1 300 100 60 10000
# 当条件触发的bgsave命令持久化失败，redis将停止写入，以提醒使用者，当bgsave正常执行后写入也会自动恢复。
# 如果有配置了redis持久化的监控，可以关闭该配置
stop-writes-on-bgsave-error yes
# 转储rdb数据文件时是否压缩，如果不压缩该文件可能会很大，压缩会消耗一些cpu资源
rdbcompression yes
# 从RDB5开始，RDB文件的CRC64校验和就被放置在了文件末尾。这使格式更能抵抗RDB文件的损坏，但在保存和加载RDB文件时，性能会受到影响（约10%），因此可以设置为no禁用校验和以获得最大性能。在禁用校验和的情况下创建的RDB文件的校验和为零，这将告诉加载代码跳过校验检查。默认为 yes，开启了校验功能。
# 建议默认
rdbchecksum yes
# 该配置用于设置在加载 RDB 文件或进行持久化时是否开启对 zipList、listPack 等数据的全面安全检测。该检测可以降低命令处理时发生系统崩溃的可能。其可设置的值有三种选择：
· no：不检测
· yes：总是检测
· clients：只有当客户端连接时检测。排除了加载 RDB 文件与进行持久化时的检测。
# 默认值本应该是 clients，但其会影响 Redis 集群的工作，所以默认值为 no，不检测。
# 建议默认
# sanitize-dump-payload no
# 指定RDB文件的默认名称，默认为 dump.rdb
dbfilename dump.rdb
# 主从复制时，是否删除用于同步的从机上的RDB文件。默认是 no，不删除。不过需要注意，只有当从机的RDB和AOF持久化功能都未开启时才生效。
rdb-del-sync-files no
# 指定RDB与AOF文件的生成目录。默认为redis-server所在目录。
# 注意，必须在此处指定目录，而不是文件名。
dir ./
AOF 持久化
AOF，Append Only File，是指 Redis 将每一次的写操作都以日志的形式记录到一个 AOF文件中的持久化技术。当需要恢复内存数据时，将这些写操作重新执行一次，便会恢复到之前的内存数据状态。
AOF配置相关
AOF的配置在redis.conf中的 APPEND ONLY MODE 版块中。
# 默认配置
# 默认情况下 AOF 持久化是没有开启的，通过修改配置文件中的 appendonly 属性为 yes可以开启。
appendonly no
# AOF文件名配置
appendfilename "appendonly.aof"
# Redis 7 在这里发生了重大变化。原来只有一个 appendonly.aof 文件，现在具有了三类多个文件：
· 基本文件：可以是 RDF 格式也可以是 AOF 格式。其存放的内容是由 RDB 转为 AOF 当时内存的快照数据。该文件可以有多个。
· 增量文件：以操作日志形式记录转为 AOF 后的写入操作。该文件可以有多个。
· 清单文件：用于维护 AOF 文件的创建顺序，保障激活时的应用顺序。该文件只有一个。
# 如果appendfilename设置为默认的appendonly.aof，则以上三类文件的文件名：
· appendonly.aof.1.base.rdb作为基本文件
· appendonly.aof.1.incr.aof, appendonly.aof.2.incr.aof作为增量文件
· appendonly.aof.manifest作为清单文件
# AOF 持久化文件指定存放目录，默认为redis-server所在目录，默认配置会在该目录下自动创建appendonlydir目录。
appenddirname "appendonlydir"
# AOF 写入的三种模式
· always 表示每次写入都执行fsync，以保证数据同步到磁盘，慢，但是最安全。
· everysec 表示每秒执行一次fsync，可能会导致丢失这1s数据，每秒写一次。
· no 表示不执行fsync，由操作系统保证数据同步到磁盘，速度最快
appendfsync everysec
# 自动重写AOF文件，Redis能够通过 BGREWRITEAOF 自动重写AOF日志文件。
# auto-aof-rewrite-percentage设置指定百分比，默认100%，指定为 0，表示禁用自动 rewrite。
# auto-aof-rewrite-min-size设置允许重写的最小AOF文件大小，默认 64M。
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
# 如果设置为yes，如果一个因异常被截断的AOF文件被redis启动时加载进内存，redis将会发送日志通知用户
# 如果设置为no，rerdis将会拒绝启动。此时需要用"redis-check-aof"工具修复文件。
aof-load-truncated yes
# 混合式持久化开启
# 对于基本文件可以是 RDF 格式也可以是 AOF 格式。通过 aof-use-rdb-preamble 属性可以选择。其默认值为 yes，即默认 AOF 持久化的基本文件为 rdb 格式文件，也就是默认采用混合式持久化。
aof-use-rdb-preamble yes
# 支持在AOF中记录时间戳，可以在特定时间恢复数据，但会改变AOF格式，可能跟已经存在的AOF文件不兼容。
aof-timestamp-enabled no
AOF 文件格式
AOF 文件包含三类文件：基本文件、增量文件与清单文件。其中基本文件一般为 rdb 格式，就是 rdb 持久化的数据文件。下面主要是增量文件与清单文件的内容格式。
Redis 协议
增量文件扩展名为.aof，采用 AOF 格式。AOF 格式其实就是 Redis 通讯协议格式，AOF持久化文件的本质就是基于 Redis 通讯协议的文本，将命令以纯文本的方式写入到文件中。
Redis 协议规定，Redis 文本是以行来划分，每行以\r\n 行结束。每一行都有一个消息头，以表示消息类型。消息头由六种不同的符号表示，其意义如下：
- ( + ) 表示一个正确的状态信息
- ( - ) 表示一个错误信息
- ( * ) 表示消息体总共有多少行，不包括当前行
- ( $ ) 表示下一行消息数据的长度，不包括换行符长度\r\n
- ( 空 ) 表示一个消息数据
- ( : ) 表示返回一个数值
查看 AOF 文件
打开 appendonly.aof.1.incr.aof 文件，可以看到如下格式内容
cat /usr/local/bin/appendonlydir/appendonly.aof.1.incr.aof
*2
$6
SELECT
$1
1
*3
$3
set
$4
test
$5
hello
以上内容中是两条条命令，一条数据库切换命令 SELECT 1，一条 set 命令。它们的意义如下：
*2 -- 表示当前命令包含2个参数
$6 -- 表示第1个参数包含6个字符
SELECT -- 第1个参数
$1 -- 表示第 2 个参数包含1个字符
0 -- 第 2 个参数
*3 --表示当前命令包含3个参数
$3 -- 表示第1个参数包含3个字符
set -- 第1个参数
$4 -- 表示第2个参数包含4个字符
test -- 第2个参数
$5 -- 表示第3个参数包含5个字符
hello -- 第3个参数
清单文件
打开清单文件 appendonly.aof.manifest，查看其内容如下：
# cat /usr/local/bin/appendonlydir/appendonly.aof.manifest
file appendonly.aof.1.base.rdb seq 1 type b
file appendonly.aof.1.incr.aof seq 1 type i
该文件首先会按照 seq 序号列举出所有基本文件，基本文件 type 类型为 b，然后再按照seq 序号再列举出所有增量文件，增量文件 type 类型为 i。
对于 Redis 启动时的数据恢复，也会按照该文件由上到下依次加载它们中的数据。
Rewrite 机制
Redis 引入了 Rewrite 机制来对 AOF 文件进行压缩，所谓 Rewrite 其实就是对 AOF 文件进行重写整理。当 Rewrite 开启后，主进程 redis-server 创建出一个子进程 bgrewriteaof，由该子进程完成 rewrite 过程。其首先对现有 aof 文件进行rewrite 计算，将计算结果写入到一个临时文件，写入完毕后，再 rename 该临时文件为原 aof 文件名，覆盖原有文件。
rewrite 计算
rewrite 计算也称为 rewrite 策略。rewrite 计算遵循以下策略：
- 读操作命令不写入文件
- 无效命令不写入文件
- 过期数据不写入文件
- 多条命令合并写入文件
手动开启 rewrite
使用 bgrewriteaof 命令，该命令会使主进程 redis-server 创建出一个子进程 bgrewriteaof，由该子进程完成 rewrite 过程。而在 rewrite 期间，redis-server 仍是可以对外提供读写服务的。
127.0.0.1:6379[1]> bgrewriteaof
Background append only file rewriting started
自动开启 rewrite
配置文件是默认开启的，可以修改其值
- auto-aof-rewrite-percentage：开启 rewrite 的增大比例，默认 100%。指定为 0，表示禁用自动 rewrite。
- auto-aof-rewrite-min-size：开启 rewrite 的 AOF 文件最小值，默认 64M。该值的设置主要是为了防止小 AOF 文件被 rewrite，从而导致性能下降。
