Redis学习一：Redis两种持久化机制
申明
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前言
Redis是基于内存来实现的NO SQL数据库，但是我么你都知道存储在内存中的数据，只要服务器关机，内存中的数据就会消失了。
为了避免内存中的数据丢失，Redis提供了对持久化的支持。Redis共有RDB和AOF两种持久化机制。
可以先看下两种持久化机制原理：
01_Redis中RDB和AOF.jpg
RDB和AOF两种持久化机制的介绍
RDB持久化机制，对redis中的数据执行周期性的持久化
AOF机制对每条写入命令作为日志，以append-only的模式写入一个日志文件中，在redis重启的时候，可以通过回放AOF日志中的写入指令来重新构建整个数据集
如果同时使用RDB和AOF两种持久化机制，那么在redis重启的时候，会使用AOF来重新构建数据，因为AOF中的数据更加完整
RDB持久化机制的优点
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RDB非常适合做冷备，可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去，比如云服务器。
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RDB对redis对外提供的读写服务，影响非常小，可以让redis保持高性能，因为redis主进程只需要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可
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相对于AOF持久化机制来说，直接基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程，更加快速
RDB持久化机制的缺点
- 如果想要在redis故障时，尽可能少的丢失数据，那么RDB没有AOF好。一般来说RDB数据快照文件，都是每隔5分钟，或者更长时间生成一次，这个时候就得接受一旦redis进程宕机，那么会丢失最近5分钟的数据
- RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，如果数据文件特别大，可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒，或者甚至数秒
AOF持久化机制的优点
- AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据
- AOF日志文件以append-only模式写入，所以没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，而且文件不容易破损，即使文件尾部破损，也很容易修复
- AOF日志文件即使过大的时候，出现后台重写操作，也不回影响客户端的读写。因为再rewrite log的时候，会对其中的指令进行压缩，创建一份需要恢复数据的最小日志出来。再创建新日志文件的时候，老的日志文件还是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候，再交换老日志文件即可
- AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如不小心使用flushall命令清空了所有数据，只要这个时候后台rewrite还没有发生，那么就可以立即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删除，然后再将AOF文件放回去，就可以通过恢复机制，自动恢复所有数据
AOF持久化机制的缺点
- 对于同一份数据来说，AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大
- AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件，当然，每秒一次fsync，性能也还是很高的
RDB和AOF到底该如何选择
- 不要仅仅使用RDB，因为那样会导致丢失很多数据
- 不要仅仅使用AOF，因为这样会有问题，第一：通过AOF做冷备，没有RDB做冷备，来的恢复速度更快。第二：RDB每次简单粗暴生成数据快照，更加健壮，可以避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug
- 综合使用AOF和RDB两种持久化机制，用AOF来保证数据不丢失，作为数据恢复的第一选择；用RDB来做不同程度的冷备，在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候，还可以使用RDB来进行快速的数据恢复
RDB 配置
// 900s内至少达到一条写命令
save 900 1
// 300秒内至少达到10条写命令
save 300 10
// 60秒内至少达到10000条写命令
save 60 10000
也可以手动调用save或者bgsave命令，同步或异步执行rdb快照生成
RDB持久化机制的工作流程
- redis根据配置自己尝试去生成rdb快照文件
- fork一个子进程出来
- 子进程尝试将数据dump到临时的rdb快照文件中
- 完成rdb快照文件的生成之后，就替换之前旧的快照文件
dump.rdb 每次生成一个新的快照，都会覆盖之前老的快照文件
AOF 持久化的配置
AOF持久化默认是关闭的，默认是打开RDB持久化配置的。
配置appendonly yes，可以打开AOF持久化
打开AOF持久化之后，redis每次接收一条写命令，就会写入日志文件中，当然是先写入os cache，然后每隔一定时间再fsync一下。
而且即使AOF和RDB都开启了，redis重启的时候也会优先选择AOF，因为AOF的数据比较完整
可以配置AOF的fsync策略，有三种策略可以选择：
- always：每次写入一条数据，立即将这个数据对应的写离职fsync到磁盘上去，性能非常差
- everysec：每秒将os cache中的数据fsync到磁盘，这个是最常用的，性能比较高
- no：仅仅redis负责将数据写入os cache就不需要管了，依赖os根据自己的策略将数据刷入到磁盘中
AOF rewrite
redis中的数据时有限的，很多数据可能会自动过期，可能会被用户删除，也有可能被redis用缓存清除的算法清理掉
redis中的数据会不断淘汰掉旧的数据，只有一部分常用的数据会自动保留在redis内存中
所以很可能之前已经被清理掉的数据，对应的写日志还停留在AOF中，AOF日志文件就一个，会不断的膨胀
所以基于上面的原因，AOF会自动在后台每隔一定时间做rewrite操作，比如日志里已经存放了针对100w数据的写日志，而redis内存中此时只有10w数据；rewrite会基于当前内存中10w数据构建一套最新的日志到AOF中，覆盖之前的老日志
在redis.conf中，可以配置rewrite的策略：
- auto-aof-rewrite-percentage 100
- auto-aof-rewrite-min-size 64mb
大小超过64mb，且比上次增长了100%才会触发一次rewrite
具体rewrite步骤：
- redis fork一个子进程
- 子进程基于当前内存中的数据，构建日志，开始往一个新的临时AOF文件中写入日志
- redis主进程，接收到client新的写操作之后，在内存中写入日志，同时新的日志也继续写入旧的AOF文件
- 用新的日志文件替换掉旧的日志文件
AOF破损文件的修复
如果redis在append数据到AOF文件时，机器宕机了，可能会导致AOF文件破损
用redis-check-aof --fix命令来修复破损的AOF文件
AOF和RDB同时工作
- 如果RDB在执行snapshotting操作，那么redis不会执行AOF rewrite操作。如果redis在执行AOF rewrite，那么就不会执行RDB snapshotting操作
- 如果RDB在执行snapshotting，此时用户执行BGREWRITEAOF命令，那么等RDB快照生成之后，才会去执行AOF rewrite
- 同时有RDB snapshot文件和AOF日志文件，那么redis重启的时候，会优先使用AOF进行数据恢复，因为其中的日志更完整
