【redis】持久化方案

入门

 当进程意外宕机或者出现故障，可能就会存在数据丢失的情况，这时候，redis的持久化就起到了很大的作用，防止了数据丢失。redis主要提供了两种持久化方案：RDB和AOF两种方式；

RDB

一、介绍

 RDB是通过生成快照（snapshotting）的形式完成的，它会把符合一定条件的数据自动的从内存中进行快照，并且持久化到硬盘上。

二、触发快照

1. 符合自定义配置的快照规则；
2. 执行save或者bgsave命令；
3. 执行flushall命令；
4. 执行主从复制操作；

三、实现原理

1. 执行bgsave命令，首先父进程会首先判断是否有RDB/AOF 进程存在，如果有其他进程，然后就会直接返回；
2. 父进程通过fork创建子进程，因为创建过程是重量级的，所以可能会导致父进程阻塞；
3. fork操作结束后，bgsave命令会相应“Background saving started”信息，并且不再阻塞父进程，然后父进程可以相应其他命令
4. 子进程会创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后就可以对原有的文件进行替换操作；
5. 子进程会发送信号通知父进程，然后父进程会进行更新统计；

四、优缺点

优点

1. 紧凑压缩的二进制文件，代表某个时间的快照
2. 恢复数据速度比AOF快的多；
3. RDB可以最大化Redis的性能：父进程在保存RDB文件时唯一要做的就是fork出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无序执行任何磁盘I/O操作。但是，如果数据集比较大的时候，fork可以能比较耗时，造成服务器在一段时间内停止处理客户端的请求；

缺点

1. 不是实时/秒级持久化
2. redis版本更新，可能不兼容老的RDB文件
3. 使用RDB方式实现持久化，一旦Redis异常退出，就会丢失最后一次快照以后更改的所有数据

AOF

一、介绍

1. 独立日志存储，重启是重新执行AOF文件，用来恢复数据
2. 实时持久化
3. 默认情况下AOF是关闭的，需要自己在配置文件中手动开启
4. 开启AOF持久化后每执行一条会更改Redis中的数据的命令，Redis就会将该命令写入硬盘中的AOF文件，这一过程显然会降低Redis的性能，但大部分情况下这个影响是能够接受的，另外使用较快的硬盘可以提高AOF的性能。

二、文件写入

 AOF命令写入的内容直接是文本协议格式；直接采用文本格式，这是因为，文本格式有很好的兼容性，而且开启AOF后，所有的写入命令都是在原有数据上的追加，所以直接采用协议格式，避免了数据的二次处理；

三、文件同步

 Redis每次更改数据的时候， aof机制都会将命令记录到aof文件，但是实际上由于操作系统的缓存机制，数据并没有实时写入到硬盘，而是进入硬盘缓存。再通过硬盘缓存机制去刷新到保存到文件;
参考值

1. appendfsync always 每次执行写入都会进行同步 ， 这个是最安全但是是效率比较低的方式
2. appendfsync everysec 每一秒执行
3. appendfsync no 不主动进行同步操作，由操作系统去执行，这个是最快但是最不安全的方式

四、重写机制

 因为命令的不断写入，这时候会导致文件的体积不断的增大，为了解决这个问题，Redis引出了AOF重写的机制用来压缩文件的体积；
 AOF重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到AOF文件的过程；通过写命令，体积减小有以下几个原因：

1. 超时的文件不会被写入AOF文件；
2. 旧的AOF文件中包含无效的命令，重写后将重复的命令进行整合，然后仅保留最终数据的写命令；
3. 多条写命令合并成一个；

重写的流程

1. 主进程会fork出一个子进程进程AOF重写；但是这个过程不是基于原有aof文件，而是类似快照形式全量遍历内存中的数据，然后逐个序列到aof文件中。
2. 在fork子进程的过程中，服务端仍然对外提供服务，这时候如果主进程的数据更新，会缓存到aof_rewirte_buf中，也就是独立开辟一块缓存来存储重写期间收到的命令，当子进程再重写的时候，再把缓存中的数据追加到新的aof文件中；
3. 如果rewrite过程中出现故障，不会影响原来的aof文件正常工作，只有到rewirte完成后才会切换文件。所以这个过程还是比较可靠的；

五、优缺点

优点

1. 数据的完整性和一致性高

缺点

1. 因为AOF记录的内容多，文件会越来越大，数据恢复也会越来越慢，由于每次执行增删改操作都要向aof文件写入数据，所以性能也要差于RDB方式的

如何选择

1. 一般来说,如果对数据的安全性要求非常高的话，应该同时使用两种持久化功能
2. 如果可以承受数分钟以内的数据丢失，那么可以只使用 RDB 持久化。
3. 有很多用户都只使用 AOF 持久化， 但并不推荐这种方式： 因为定时生成 RDB 快照（snapshot）非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快 。
4. 两种持久化策略可以同时使用，也可以使用其中一种。如果同时使用的话， 那么Redis重启时，会优先使用AOF文件来还原数据，因为其中的日志更完整
5. 如果只做缓存建议RDB，如果做内存数据库和消息队列可以采用AOF