Redis持久化，主从与哨兵架构详解

Redis持久化
RDB快照（snapshot）在默认情况下， Redis 将内存数据库快照保存在名字为dump.rdb 的二进制文件中。你可以对 Redis 进行设置， 让它在“N 秒内数据集至少有M 个改动”这一条件被满足时， 自动保存一次数据集。
比如说， 以下设置会让 Redis 在满足“60 秒内有至少有1000 个键被改动”这一条件时， 自动保存一次数据集：
#save 60 1000
关闭RDB只需要将所有的save保存策略注释掉即可
还可以手动执行命令生成RDB快照，进入redis客户端执行命令save或bgsave可以生成dump.rdb文件，每次命令执行都会将所有redis内存快照到一个新的rdb文件里，并覆盖原有rdb快照文件。save是同步命令，bgsave是异步命令，bgsave会从redis主进程fork（fork()是linux函数）出一个子进程专门用来生成rdb快照文件

AOF（append-only file）快照功能并不是非常耐久（durable）： 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机， 那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。从 1.1 版本开始， Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式： AOF 持久化，将修改的每一条指令记录进文件appendonly.aof中你可以通过修改配置文件来打开 AOF 功能：
appendonly yes
从现在开始， 每当 Redis 执行一个改变数据集的命令时（比如SET）， 这个命令就会被追加到 AOF 文件的末尾。这样的话， 当 Redis 重新启动时， 程序就可以通过重新执行 AOF 文件中的命令来达到重建数据集的目的。你可以配置 Redis 多久才将数据 fsync 到磁盘一次。有三个选项：
appendfsync always：每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync ，非常慢，也非常安全。
appendfsync everysec：每秒 fsync 一次，足够快（和使用 RDB 持久化差不多），并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据。
appendfsync no：从不 fsync ，将数据交给操作系统来处理。更快，也更不安全的选择。推荐（并且也是默认）的措施为每秒 fsync 一次， 这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。

AOF重写
AOF文件里可能有太多没用指令，所以AOF会定期根据内存的最新数据生成aof文件例如，执行了如下几条命令

重写后AOF文件里变成

如下两个配置可以控制AOF自动重写频率
#auto-aof-rewrite-min-size 64mb //aof文件至少要达到64M才会自动重写，文件太小恢复速度本来就很快，重写的意义不大
#auto-aof-rewrite-percentage 100 //aof文件自上一次重写后文件大小增长了100%则再次触发重写
当然AOF还可以手动重写，进入redis客户端执行命令bgrewriteaof重写AOF注意，AOF重写redis会fork出一个子进程去做，不会对redis正常命令处理有太多影响

redis启动时如果既有rdb文件又有aof文件则优先选择aof文件恢复数据，因为aof一般来说数据更全一点。

Redis 4.0 混合持久化
重启 Redis 时，我们很少使用 RDB来恢复内存状态，因为会丢失大量数据。我们通常使用 AOF 日志重放，但是重放 AOF 日志性能相对 RDB来说要慢很多，这样在 Redis 实例很大的情况下，启动需要花费很长的时间。 Redis 4.0 为了解决这个问题，带来了一个新的持久化选项——混合持久化。
通过如下配置可以开启混合持久化：
# aof-use-rdb-preamble yes
如果开启了混合持久化，AOF在重写时，不再是单纯将内存数据转换为RESP命令写入AOF文件，而是将重写这一刻之前的内存做RDB快照处理，并且将RDB快照内容和增量的AOF修改内存数据的命令存在一起，都写入新的AOF文件，新的文件一开始不appendonly.aof，等到重写完新的AOF文件才会进行改名，原子的覆盖原有的AOF文件，完成新旧两个AOF文件的替换。于是在 Redis 重启的时候，可以先加载 RDB 的内容，然后再重放增量 AOF 日志就可以完全替代之前的AOF 全量文件重放，因此重启效率大幅得到提升。
混合持久化AOF文件结构Redis主从架构

Redis主从架构

Redis主从工作原理
如果你为master配置了一个slave，不管这个slave是否是第一次连接上Master，它都会发送一个SYNC命令(redis2.8版本之前的命令)给master请求复制数据。master收到SYNC命令后，会在后台进行数据持久化通过bgsave生成最新的rdb快照文件，持久化期间，master会继续接收客户端的请求，它会把这些可能修改数据集的请求缓存在内存中。当持久化进行完毕以后，master会把这份rdb文件数据集发送给slave，slave会把接收到的数据进行持久化生成rdb，然后再加载到内存中。然后，master再将之前缓存在内存中的命令发送给slave。当master与slave之间的连接由于某些原因而断开时，slave能够自动重连Master，如果master收到了多个slave并发连接请求，它只会进行一次持久化，而不是一个连接一次，然后再把这一份持久化的数据发送给多个并发连接的slave。当master和slave断开重连后，一般都会对整份数据进行复制。
但从redis2.8版本开始，master和slave断开重连后支持部分复制。

数据部分复制
从2.8版本开始，slave与master能够在网络连接断开重连后只进行部分数据复制。master会在其内存中创建一个复制数据用的缓存队列，缓存最近一段时间的数据，master和它所有的slave都维护了复制的数据下标offset和master的进程id，因此，当网络连接断开后，slave会请求master继续进行未完成的复制，从所记录的数据下标开始。如果master进程id变化了，或者从节点数据下标offset太旧，已经不在master的缓存队列里了，那么将会进行一次全量数据的复制。

从2.8版本开始，redis改用可以支持部分数据复制的命令PSYNC去master同步数据主从复制(全量复制)流程图

主从复制(部分复制)流程图：

redis主从架构搭建，配置从节点步骤：


Jedis连接代码示例：
1、引入相关依赖：

访问代码：



管道（Pipeline）
客户端可以一次性发送多个请求而不用等待服务器的响应，待所有命令都发送完后再一次性读取服务的响应，这样可以极大的降低多条命令执行的网络传输开销，管道执行多条命令的网络开销实际上只相当于一次命令执行的网络开销。需要注意到是用pipeline方式打包命令发送，redis必须在处理完所有命令前先缓存起所有命令的处理结果。打包的命令越多，缓存消耗内存也越多。所以并不是打包的命令越多越好。pipeline中发送的每个command都会被server立即执行，如果执行失败，将会在此后的响应中得到信息；也就是pipeline并不是表达“所有command都一起成功”的语义，管道中前面命令失败，后面命令不会有影响，继续执行。
详细代码示例见上面jedis连接示例：



sentinel哨兵是特殊的redis服务，不提供读写服务，主要用来监控redis实例节点。哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点，后续就直接访问redis的主节点，不会每次都通过sentinel代理访问redis的主节点，当redis的主节点发生变化，哨兵会第一时间感知到，并且将新的redis主节点通知给client端(这里面redis的client端一般都实现了订阅功能，订阅sentinel发布的节点变动消息)
redis哨兵架构搭建步骤：


哨兵的Jedis连接代码：


哨兵的Spring Boot整合Redis连接代码见示例项目：redis-sentinel-cluster
1、引入相关依赖：

springboot项目核心配置：

访问代码：


StringRedisTemplate与RedisTemplate
spring封装了 RedisTemplate 对象来进行对redis的各种操作，它支持所有的 redis 原生的 api。在RedisTemplate中提供了几个常用的接口方法的使用，分别是

RedisTemplate中定义了对5种数据结构操作

StringRedisTemplate继承自RedisTemplate，也一样拥有上面这些操作。
StringRedisTemplate默认采用的是String的序列化策略，保存的key和value都是采用此策略序列化保存的。
RedisTemplate默认采用的是JDK的序列化策略，保存的key和value都是采用此策略序列化保存的。