Redis的持久化机制
本文来说下Redis的持久化机制。RDB 定时快照方式(snapshot)： 定时备份，可能会丢失数据 。AOF 基于语句追加方式， 只追加写操作 。AOF 持久化和 RDB 持久化的最主要区别在于，前者记录了数据的变更，而后者是保存了数据本身。5.0 版本后，可以使用 aof+rdb 的混合存储方式。
文章目录
- 概述
- 什么是Redis持久化
- RDB
-
- 开启RDB持久化方式
-
- save命令
- bgsave
- 服务器配置自动触发
- rdb文件
- RDB的几个优点
- RDB的几个缺点
- AOF
-
- 开启AOF持久化方式
- 三种写入策略
-
- always
- everysec
- no
- AOF文件重写
-
- 两种重写方式
- 重写aof文件的好处
- AOF文件损坏
- AOF的优点
- AOF的缺点
- 选择RDB还是AOF呢
- 本文小结
概述
Redis为了保证效率，数据缓存在了内存中，但是会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件中，以保证数据的持久化。Redis的持久化策略有两种：
RDB
RDB：快照形式是直接把内存中的数据保存到一个dump的文件中，定时保存，保存策略。 当Redis需要做持久化时，Redis会fork一个子进程，子进程将数据写到磁盘上一个临时RDB文件中。当子进程完成写临时文件后，将原来的RDB替换掉。
AOF
AOF：把所有的对Redis的服务器进行修改的命令都存到一个文件里，命令的集合。 使用AOF做持久化，每一个写命令都通过write函数追加到appendonly.aof中。aof的默认策略是每秒钟fsync一次，在这种配置下，就算发生故障停机，也最多丢失一秒钟的数据。 缺点是对于相同的数据集来说，AOF的文件体积通常要大于RDB文件的体积。根据所使用的fsync策略，AOF的速度可能会慢于RDB。
Redis默认是快照RDB的持久化方式。对于主从同步来说，主从刚刚连接的时候，进行全量同步（RDB）；全同步结束后，进行增量同步(AOF)。
什么是Redis持久化
Redis作为一个键值对内存数据库(NoSQL)，数据都存储在内存当中，在处理客户端请求时，所有操作都在内存当中进行，如下所示：
这样做有什么问题呢？
其实，只要稍微有点计算机基础知识的人都知道，存储在内存当中的数据，只要服务器关机(各种原因引起的)，内存中的数据就会消失了，不仅服务器关机会造成数据消失，Redis服务器守护进程退出，内存中的数据也一样会消失。
对于只把Redis当缓存来用的项目来说，数据消失或许问题不大，重新从数据源把数据加载进来就可以了，但如果直接把用户提交的业务数据存储在Redis当中，把Redis作为数据库来使用，在其放存储重要业务数据，那么Redis的内存数据丢失所造成的影响也许是毁灭性。
为了避免内存中数据丢失，Redis提供了对持久化的支持，我们可以选择不同的方式将数据从内存中保存到硬盘当中，使数据可以持久化保存。
Redis提供了RDB和AOF两种不同的数据持久化方式，下面我们就来详细介绍一下这种不同的持久化方式吧。
RDB
RDB是一种快照存储持久化方式，具体就是将Redis某一时刻的内存数据保存到硬盘的文件当中，默认保存的文件名为dump.rdb，而在Redis服务器启动时，会重新加载dump.rdb文件的数据到内存当中恢复数据。
开启RDB持久化方式
开启RDB持久化方式很简单，客户端可以通过向Redis服务器发送save或bgsave命令让服务器生成rdb文件，或者通过服务器配置文件指定触发RDB条件。
save命令
# 同步数据到磁盘上
> save
当客户端向服务器发送save命令请求进行持久化时，服务器会阻塞save命令之后的其他客户端的请求，直到数据同步完成。
bgsave
与save命令不同，bgsave命令是一个异步操作。
# 异步保存数据集到磁盘上
> bgsave
当客户端发服务发出bgsave命令时，Redis服务器主进程会forks一个子进程来数据同步问题，在将数据保存到rdb文件之后，子进程会退出。
所以，与save命令相比，Redis服务器在处理bgsave采用子线程进行IO写入，而主进程仍然可以接收其他请求，但forks子进程是同步的，所以forks子进程时，一样不能接收其他请求，这意味着，如果forks一个子进程花费的时间太久(一般是很快的)，bgsave命令仍然有阻塞其他客户的请求的情况发生。
服务器配置自动触发
除了通过客户端发送命令外，还有一种方式，就是在Redis配置文件中的save指定到达触发RDB持久化的条件，比如【多少秒内至少达到多少写操作】就开启RDB数据同步。
例如我们可以在配置文件redis.conf指定如下的选项：
# 900s内至少达到一条写命令
save 900 1
# 300s内至少达至10条写命令
save 300 10
# 60s内至少达到10000条写命令
save 60 10000
之后在启动服务器时加载配置文件。
# 启动服务器加载配置文件
redis-server redis.conf
这种通过服务器配置文件触发RDB的方式，与bgsave命令类似，达到触发条件时，会forks一个子进程进行数据同步，不过最好不要通过这方式来触发RDB持久化，因为设置触发的时间太短，则容易频繁写入rdb文件，影响服务器性能，时间设置太长则会造成数据丢失。
rdb文件
前面介绍了三种让服务器生成rdb文件的方式，无论是由主进程生成还是子进程来生成，其过程如下：
- 生成临时rdb文件，并写入数据。
- 完成数据写入，用临时文代替代正式rdb文件。
- 删除原来的db文件。
RDB默认生成的文件名为dump.rdb，当然，我可以通过配置文件进行更加详细配置，比如在单机下启动多个redis服务器进程时，可以通过端口号配置不同的rdb名称，如下所示：
# 是否压缩rdb文件
rdbcompression yes
# rdb文件的名称
dbfilename redis-6379.rdb
# rdb文件保存目录
dir ~/redis/
RDB的几个优点
- 与AOF方式相比，通过rdb文件恢复数据比较快。
- rdb文件非常紧凑，适合于数据备份。
- 通过RDB进行数据备，由于使用子进程生成，所以对Redis服务器性能影响较小。
RDB的几个缺点
- 如果服务器宕机的话，采用RDB的方式会造成某个时段内数据的丢失，比如我们设置10分钟同步一次或5分钟达到1000次写入就同步一次，那么如果还没达到触发条件服务器就死机了，那么这个时间段的数据会丢失。
- 使用save命令会造成服务器阻塞，直接数据同步完成才能接收后续请求。
- 使用bgsave命令在forks子进程时，如果数据量太大，forks的过程也会发生阻塞，另外，forks子进程会耗费内存。
AOF
聊完了RDB,来聊聊Redis的另外一个持久化方式：AOF(Append-only file)。
与RDB存储某个时刻的快照不同，AOF持久化方式会记录客户端对服务器的每一次写操作命令，并将这些写操作以Redis协议追加保存到以后缀为aof文件末尾，在Redis服务器重启时，会加载并运行aof文件的命令，以达到恢复数据的目的。
开启AOF持久化方式
Redis默认不开启AOF持久化方式，我们可以在配置文件中开启并进行更加详细的配置，如下面的redis.conf文件：
# 开启aof机制
appendonly yes
# aof文件名
appendfilename "appendonly.aof"
# 写入策略,always表示每个写操作都保存到aof文件中,也可以是everysec或no
appendfsync always
# 默认不重写aof文件
no-appendfsync-on-rewrite no
# 保存目录
dir ~/redis/
三种写入策略
在上面的配置文件中，我们可以通过appendfsync选项指定写入策略,有三个选项
appendfsync always
# appendfsync everysec
# appendfsync no
always
客户端的每一个写操作都保存到aof文件当，这种策略很安全，但是每个写请注都有IO操作，所以也很慢。
everysec
appendfsync的默认写入策略，每秒写入一次aof文件，因此，最多可能会丢失1s的数据。
no
Redis服务器不负责写入aof，而是交由操作系统来处理什么时候写入aof文件。更快，但也是最不安全的选择，不推荐使用。
AOF文件重写
AOF将客户端的每一个写操作都追加到aof文件末尾，比如对一个key多次执行incr命令，这时候，aof保存每一次命令到aof文件中，aof文件会变得非常大。
incr num 1
incr num 2
incr num 3
incr num 4
incr num 5
incr num 6
...
incr num 100000
aof文件太大，加载aof文件恢复数据时，就会非常慢，为了解决这个问题，Redis支持aof文件重写，通过重写aof，可以生成一个恢复当前数据的最少命令集，比如上面的例子中那么多条命令，可以重写为：
set num 100000
aof文件是一个二进制文件，并不是像上面的例子一样，直接保存每个命令，而使用Redis自己的格式，上面只是方便演示。
两种重写方式
通过在redis.conf配置文件中的选项no-appendfsync-on-rewrite可以设置是否开启重写，这种方式会在每次fsync时都重写，影响服务器性以，因此默认值为no，不推荐使用。
# 默认不重写aof文件
no-appendfsync-on-rewrite no
客户端向服务器发送bgrewriteaof命令，也可以让服务器进行AOF重写。
# 让服务器异步重写追加aof文件命令
> bgrewriteaof
AOF重写方式也是异步操作，即如果要写入aof文件，则Redis主进程会forks一个子进程来处理，如下所示：
重写aof文件的好处
- 压缩aof文件，减少磁盘占用量。
- 将aof的命令压缩为最小命令集，加快了数据恢复的速度。
AOF文件损坏
在写入aof日志文件时，如果Redis服务器宕机，则aof日志文件文件会出格式错误，在重启Redis服务器时，Redis服务器会拒绝载入这个aof文件，可以通过以下步骤修复aof并恢复数据。
- 备份现在aof文件，以防万一。
- 使用redis-check-aof命令修复aof文件，该命令格式如下：
- 重启Redis服务器，加载已经修复的aof文件，恢复数据。
AOF的优点
AOF只是追加日志文件，因此对服务器性能影响较小，速度比RDB要快，消耗的内存较少。
AOF的缺点
- AOF方式生成的日志文件太大，即使通过AFO重写，文件体积仍然很大。
- 恢复数据的速度比RDB慢。
选择RDB还是AOF呢
通过上面的介绍，我们了解了RDB与AOF各自的优点与缺点，到底要如何选择呢？
通过下面的表示，我们可以从几个方面对比一下RDB与AOF,在应用时，要根本自己的实际需求，选择RDB或者AOF，其实，如果想要数据足够安全，可以两种方式都开启，但两种持久化方式同时进行IO操作，会严重影响服务器性能，因此有时候不得不做出选择。
当RDB与AOF两种方式都开启时，Redis会优先使用AOF日志来恢复数据，因为AOF保存的文件比RDB文件更完整。
本文小结
上面讲了一大堆Redis的持久化机制的知识，其实，如果你只是单纯把Redis作为缓存服务器，那么可以完全不用考虑持久化，但是，在如今的大多数服务器架构中，Redis的单单只是扮演一个缓存服务器的角色，还可以作为数据库，保存我们的业务数据，此时，我们则需要好好了解有关Redis持久化策略的区别与选择。