Redis持久化机制详解

一、什么是Redis持久化

redis是基于内存的数据库。

优点是cpu读取内存速度快，一秒钟可以进行数十万次，可以直接和cpu速度相近，读取极快。
缺点是基于内存，存在断电数据丢失的情况。

为了防止其数据断电丢失，就需要将数据存入硬盘中，这样在断电后也可以访问到数据库当中的数据。这个将内存的数据写入到磁盘中，防止服务器宕机内存数据丢失，就是redis的持久化。

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二、Redis提供的持久化机制

1、RDB（Defult）：Redis DateBase

按照一定的时间将内存的数据以快照的形式保存到硬盘中，对应产生的数据文件为dump.rdb。

2、AOF：Append Only File

将redis执行的所有写命令记录到日志文件中，将被执行的写命令写到AOF的文件末尾，当redis重启时，redis会从头到尾执行一次AOF文件所包含的所有写命令，以此回复AOF文件的记录的数据集。

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三、RDB详解

1、生成数据库快照

①客户端方式：BGSAVE 和 SAVE指令
②服务端方式：服务器配置自动触发 和 shutdown

客户端方式：

1. BGSAVE：客户端可以使用BGSAVE命令来创建一个快照，当接收到客户端的BGSAVE命令时，redis会创建一个子进程，子进程负责将快照写入磁盘中，而父进程继续处理命令请求。（在子进程创建之初，父子进程共享相同内存，知道父进程或子进程对内存进行了写之后，对于被写入的内存的共享就会结束服务）
2. SAVE：客户端使用SAVE命令创建一个快照，接收到SAVE命令的redis服务器在快照创建完毕之前将不再响应任何其他的命令。

服务端方式：

1. 服务器通过配置方式来满足自动触发快照进行持久化，管理员需要在redis.conf中设置save配置选项，redis会在save选项条件满足之后自动触发一次BGSAVE命令，如果管理员设置了多个save配置选项，当任意save条件被满足，redis都会触发一次BGSAVE命令。
2. shutdown指令：当redis通过shutdown指令接受到关闭服务器的请求时，会触发一次SAVE命令，阻塞所有的客户端，不再执行客户端发送的任何命令，在SAVE命令执行完毕后关闭服务器。

2、优缺点

优点：

1. 只有一个dump.rdb文件，方便持久化
2. 容灾性好，一个文件可以保存到安全的磁盘中。
3. 性能最大化，子进程来完成写操作，主进程可以继续处理命令，实现IO最大化（使用单独的子进程来进行持久化，主进程不会进行任何IO操作，保证了redis的高性能）。
4. 相对于数据集大时，比AOF的启动效率更高。

缺点：

1. 数据安全性第。RDB是间隔一段时间进行持久化，如果持久化之间redis发生故障，会发生数据丢失。
2. dump.rdb文件是一个redis中特制的二进制文件，涉及到不同的redis版本，可能会发生版本不兼容问题。

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四、AOF详解

1、AOF开启

AOF（append only file）是Redis的另一种持久化方式。Redis默认情况下是不开启的。开启AOF持久化后Redis 将所有对数据库进行过写入的命令（及其参数）（RESP）记录到 AOF 文件， 以此达到记录数据库状态的目的，这样当Redis重启后只要按顺序回放这些命令就会恢复到原始状态了。AOF会记录过程，RDB只管结果

2、日志追加频率 

① always【谨慎使用】
说明：每个redis写命令都要同步写入硬盘，严重降低redis速度
解释：如果用户使用了always选项，会将发生系统崩溃时出现的数据丢失减到最少，但因为这种同步策略需要对硬盘进行大量的写入操作，所以redis处理命令的速度会受到硬盘性能的限制。
注意：使用固态硬盘（SSD）时需谨慎使用always选项，这种模式不断写入少量数据，可能会引发严重的写入放大问题，导致固态硬盘的寿命从原来的几年降低为几个月。

② everysec【推荐】
说明：每秒执行一次的同步显示，将多个写命令同步到磁盘
解释：同时保障了数据安全和写入性能，redis每秒一次对AOF文件进行同步，此时AOF文件性能和不使用任何持久化特性时的性能基本相同；通过每秒同步一次AOF文件，redis可以保证，即使系统崩溃，最多丢失一秒之内产生的数据。

③ no【不推荐】
说明：由操作系统决定何时同步
解释：这个选项不好对redis性能带来影响，但是当系统宕机时，丢失的数据量具有不确定性；另外，如果用户硬盘处理写入操作不够快，当缓冲区被等待写入硬盘数据填满时，redis会处于阻塞状态，导致redis的处理命令请求速度变慢。

3、优缺点

优点：

1. 数据安全，AOF持久化可以通过配置appendfsync属性，设置其记录频率。
2. 通过append模式写文件，即使服务器宕机，也可以通过redis-check-aof工具解决数据一致问题。
3. 更加灵活。AOF机制的 rewrite 模式，AOF文件没被rewrite之前（文件过大时回对命令进行合并重写），可以删除其中的某些命令。

缺点：

1. AOF文件比RDB文件更大，且回复速度更慢。
2. 数据集大时，AOF比RDB启动效率低。

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当RDB和AOF同时开启时，redis数据恢复会优先选中AOF恢复。