Redis持久化
Redis持久化
- 概述
- RDB方式
- 根据配置规则进行自动快照
- 用户执行save或bgsave命令
- save命令
- flushall命令
- bgsave命令
- save和bgsave对比
- RDB方式总结
- AOF方式
- 开启方式
- 实现原理
- AOF重写
- AOF文件手动优化
- AOF重写的性能问题
- RDB和AOF处理过期的键
- RDB与AOF应该用哪个？
概述
Redis是基于内存的数据库，如果出现了断电或者故障，将会导致全部数据的丢失，Redis提供了两种持久化策略。
RDB方式
RDB持久化可以手动执行，也可以通过配置文件配置的信息定期执行。
根据配置规则进行自动快照
Redis允许用户在配置文件中自定义配置规则
所有的条件是"或关系"，例如第一条的意思是900秒内有一个或一个以上的键被更改则执行快照。
用户执行save或bgsave命令
当我们需要对服务器进行重启、备份、迁移等操作时也会需要手动进行备份操作。
save命令
save命令会使Redis同步的执行快照操作，在进行快照的过程中会阻塞所有客户端的请求，当备份较多数据时会导致Redis在很长一段时间中不响应。
flushall命令
只要快照的执行条件不为空，则Redis会进行一次快照操作，然后清空Redis数据库中的所有数据，如果没有快照条件则直接清空。
bgsave命令
bgsave命令还可以在后台异步的执行快照操作，执行快照的同时，Redis还可以响应客户端的请求。
步骤：
- Redis使用fork函数复制一份当前进程的副本交给子进程（在进行fork操作时，操作系统会使用写时复制（copy_on_write）策略，在fork时子进程和主进程将会共享
同一内存数据，当主进程需要进行更改某片诗句时，会将该片数据复制一份，保证修改时子进程的快照不受影响。写时复制策略保证了在fork时内存的占用量不会增加一倍，但是如果在快照时，客户端传来大量的更改请求也有可能导致内存溢出） - Redis继续接收并处理客户端发来的请求，子进程开始将进程的副本写入硬盘的临时文件中
- 当子进程执行完快照后，会使用临时文件将旧的RDB文件替换掉。
save和bgsave对比
save为同步进程，bgsave为异步进程。各有优劣，在Redis存储的数据量只有几个GB的时候，使用bgsave是没有问题的，但是随着Redis占用的内存越来越多，bgsave在创建子进程耗费的时间也会越来越长，并且和主进程抢占资源，导致Redis性能低下无法使用，此时save执行的速度将会远快于bgsave，例如可以选择写一个脚本在凌晨进行save保存，对应用程序的影响较小。
RDB方式总结
通过RDB方式持久化，一旦Redis异常退出，所丢失的就是最后一次快照后所修改的数据。RDB快照文件是经过压缩的，所以它占用的空间会小于内存中的数据大小，更有利于传输。
AOF方式
AOF方式是将Redis执行的每一条命令都追加到硬盘文件中，会稍微影响Redis的性能，使用SSD可以提高AOF的性能。
开启方式
在配置文件中设置为yes即可
实现原理
当Redis每执行一条命令时，AOF机制都会将命令追加进硬盘文件中，但是由于操作系统的缓存机制，数据并没有真正的被写到磁盘，而是进入了系统硬盘的缓冲区中，默认情况下系统每30秒执行一次同步操作，此时才真正将内容写入了磁盘，但是在这30秒内系统出现异常退出将会导致缓存中的数据丢失，Redis在配置文件中提供了如下策略：
- always 每个Redis写命令都要同步的写入磁盘=
- everysec 每秒执行一次同步，显式地将多个写命令同步到磁盘
- no 由操作系统默认同步
- always 方式会严重影响Redis的性能，因为它的每个写命令都需要写入硬盘，Redis处理命令的速度会受到硬盘性能的限制，转式硬盘每秒大约200个命令，固态硬盘每秒几万个命令。并且可能会影响固态硬盘的寿命（写入放大）
- everysec 是默认策略，对Redis的性能几乎没有影响，即使出现问题丢失的也是一秒内的数据。
- no 由操作系统来决定何时进行AOF同步，一般不会影响Redis的性能，但是一旦出现故障丢失的数据量是不可控的，当硬盘写入速度不够快，缓冲区被填满时，Redis会被阻塞Redis的写请求，导致Redist的处理变慢。
AOF重写
那么问题来了 如果执行了三条命令如下：
set name 1
set name 2
set name 3
Redis会将这三条命令全部写入AOF文件中，但是前两条命令都会被第三条覆盖，所以前两条是冗余命令，随着命令越来越多，AOF文件也会越来越大，而Redis中可能并没有多少数据。Redis对此问题有专门的优化机制。每达到一定条件时Redis会自动重写AOF文件，这些条件可以在配置文件中自定义。
auto-aof-rewrite-percentage 100 表示当前的AOF文件超过上一次重写时的AOF文件大小百分之100时会再次重写 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 限制了重写的最小AOF文件大小
AOF重写的原理：
AOF重写不需要对现有的AOF文件进行读取分析，而是直接通过读取当前数据库的数据来实现的。通俗点说就是读取了数据库的数据，生成所有set他们的命令，类似于导出sql文件。
AOF重写具体步骤：
- fork创建子进程来完成重写工作
- 类似于bgsave，主进程依然可以继续接收请求进行读写，为了让AOF重写后与当前Redis的数据
一致，设置了一个AOF重写缓冲区，在重写过程中的新的写请求都会复制一份到缓冲区中。 - 子进程完成了重写以后，将重写缓冲区内的数据写到新的AOF文件中。
- 新AOF文件替换掉旧的。
（图片来自：https://segmentfault.com/a/1190000016951866#articleHeader6）
AOF文件手动优化
手动执行bgrewriteaof命令进行AOF重写。
AOF重写的性能问题
AOF的重写与bgsave十分相似，都需要启动一个子线程，在AOF文件庞大时，子线程也会与主线程抢占资源，出现性能问题，所以需要进行上述的配置，用以控制AOF文件的体积大小，过于频繁的回收会影响系统性能，反之会导致AOF文件体积过大，需要在实际使用中进行调试。
RDB和AOF处理过期的键
- RDB：
- 执行save或者bgsave时，子进程会对数据库中的键进行检查，如果
已经过期就不会存入RDB文件中。 - 启动服务器载入RDB文件时，程序会对RDB文件的键进行检查，过期的就不会被载入。
- AOF：
- 如果已经存入的键已经过期，并且还没有被定期、惰性删除，AOF文件不会对其进行处理，当过期的键被删除以后，会向AOF文件中追加一条删除的命令。
- 重写AOF文件时，子进程扫描数据库时，会忽略过期的键。
RDB与AOF应该用哪个？
Redis中他们俩不排斥，可以同时使用。如果服务器中同时开了RDB和AOF持久化，那么服务器优先使用AOF文件来还原数据。
RDB：
优点：载入时恢复数据块，备份文件体积小
缺点：在持久化后到下一次持久化之间的数据会丢失。
AOF：
优点：丢失数据较少，默认下只丢失一秒的数据
缺点：恢复数据时比较慢，文件体积大。