redis 是如何做持久化的

目录

• 什么是持久化？
• 为什么需要持久化？
• 如何做持久化？
  • RDB 持久化
    • RDB 持久化时机：
    • RDB 持久化步骤：
    • 自动间隔保存（配置规则）：
    • RDB 文件还原
  • AOF 持久化
    • AOF 持久化的时机
    • AOF 持久化的步骤
    • AOF 重写的时机
    • AOF 重写步骤
    • AOF 文件还原
• 参考

Redis 是一个键值对数据库服务器。基于内存存储数据，它常被用做缓存数据库，用来替代 memcached。官网：https://redis.io/

什么是持久化？

持久化，指将数据存储到可永久保存的设备中。
例如，将内存中的数据存储到可永久保存的硬盘中。

为什么需要持久化？

1. Redis 基于内存存储，内存掉电后数据会丢失
2. 内存比硬盘贵得多，所以需要将一些不能丢失的数据持久化到硬盘上

甚至，一些特别重要的数据，是需要存到 MySQL 的。
Redis 本身有持久化，为什么还要写进 mysql 呢？：https://www.v2ex.com/t/219551

如何做持久化？

Redis 提供了四种持久化方式：

1. RDB（Redis database|Snapshoting）
2. AOF（Append-Only file）
3. VM（虚拟内存）被淘汰了
4. Diskstore 不了解

这次主要说的是 RDB 和 AOF 两种持久化方式。

RDB 持久化

RDB：Redis database 的简称。一看这个，你就应该能猜到，这是 Redis 的默认持久化方式。

RDB 中持久化生成的是一个经过压缩的二进制文件。

RDB 持久化时机：

1. 在客户端执行 SAVE 或者 BGSAVE
2. 根据配置规则自动快照（稍后会讲到）
3. 执行 FLUSHALL 命令
4. 执行复制（replication）

RDB 持久化步骤：

1. fork 复制出一个父进程的副本子进程
2. 子进程将内存中的数据写入到硬盘中的临时文件
3. 将临时文件替换旧的 rdb 文件

自动间隔保存（配置规则）：

save 900 1     # 每900秒检查一次，如果有1条数据修改了，那么执行 rdb
save 300 10    # 每300秒检查一次，如果有10条数据修改了，那么执行 rdb
save 60 10000  # 每60秒检查一次，如果有10000条数据修改了，那么执行 rdb

RDB 文件还原

服务器启动时，会直接载入 RDB 文件。
但是如果 AOF 文件存在，则会载入 AOF 文件。AOF 文件载入过程会在后文中描述

AOF 持久化

AOF 是 Append Only File 的简称。

AOF 通过保存客户端传过来的写命令来记录数据库的状态。
如：

$3（后面是 \r\n）
SET
$3
msg
$1
5
$3
SET
$3
msg
$1
3

AOF 持久化的时机

需要在配置文件中加入：

appendonly yes

刷新到硬盘的时机
由于操作系统的缓存机制，每次写入到 aof 文件之后，其实是写入到了系统缓存中，默认情况下，操作系统每 30 秒同步磁盘一次

# appendfsync always # 每次执行写入都会同步， Redis 底层是基于事件的，如果事件没有处理完，而机器挂了，就会丢失一个事件的内容。所以，即使是 always 也不能保证数据不丢失。
appendfsync everysec # 默认值，每秒同步一次
# appendfsync no # 依靠操作系统的同步频率

AOF 持久化的步骤

主进程进行如文章末尾所示的三个步骤：

1. 命令追加
2. 文件写入
3. 文件同步

AOF 重写的时机

1. 配置：

# 当前 AOF 文件超过上次重写时的 AOF 文件大小的百分之多少时再次进行重写
# 如果之前没有冲写过，则以启动时的 AOF 文件大小为依据。
auto-aof-rewrite-percentage 100
# 允许重写的最小值
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

1. 主动执行 BGREWRITEAOF 命令触发 AOF 重写。

AOF 重写步骤

如果是在客户端直接执行 REWRITEAOF ，会阻塞服务，直到重写完成，将新的 AOF 文件覆盖旧的文件。这种方式一般不会考虑。

BGREWRITEAOF 命令的执行过程如文末图片所示：

1. 父进程写入 AOF 缓冲区和 AOF 重写缓冲区
2. 子进程执行 AOF 重写，完成之后发送信号给父进程
3. 父进程收到信号将 AOF 重写缓冲区的内容写入到新的 AOF 文件中，并且覆盖原有的 AOF 文件

AOF 重写是将多条命令用一条命令代替。
如上面代码所示，存储一个 msg 使用了两条命令。经过 AOF 文件重写之后，就会变成如下所示，大大减少了使用的存储空间：

$3
SET
$3
msg
$1

AOF 文件还原

AOF 文件还原的步骤如下：

1. 创建一个伪客户端（fake client）
2. 从 AOF 文件中分析并读取一条写命令
3. 使用伪客户端执行写命令
4. 一直重复步骤 2 和 3

AOF 写入与重写过程图：

参考

《Redis入门指南》
《Redis设计与实现》