Redis持久化

Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化

RDB

• RDB文件用于保存和恢复Redis服务器所有数据库的全部键值对数据。
• RDB持久化是在某个时间点上将数据库状态保存到一个RDB文件中，也就是通过保存数据库中的键值对来记录数据库状态。
• RDB文件是一个保存在硬盘上的经过压缩的二进制文件，由多个部分组成。对于不同类型的键值对，RDB文件会使用不同的方式保存。

RDB文件写入

两个命令作用于RDB文件的写入，SAVE命令和BGSAVE命令：

• SAVE命令由服务器进程执行创建RDB文件，会阻塞Redis服务器进程
• BGSAVE命令不会阻塞Redis服务器进程，会派生一个子进程创建RDB文件

RDB文件载入

• RDB文件的载入在服务器启动时自动执行，启动时检测到RDB文件存在就会自动载入。
• 由于AOF文件更新频率比RDB高，所以如果服务器开启了AOF持久化功能，优先使用AOF还原。只有AOF持久化功能关闭时，服务器才会使用RDB还原。
• 当服务器载入RDB文件时，会一直处于阻塞状态，服务是不可用的。
• 服务器状态中会保存所有用save选项设置的保存条件，当任意一个保存条件被满足时，服务器会自动执行BGSAVE命令。当服务器突然停止工作时，丢失的数据就是自上一次BGSAVE命令之后到停机时更新的数据。

RDB文件结构图

图例：

1. 粉色框中字段为固定字符串
2. 绿色框中字段为整数
3. 紫色框中是拓展的数据
4. 黄色框中value类型是一个枚举的常量
5. 蓝色框中是实际存储的键值对数据

RDB文件结构图

AOF持久化(Append Only File)

• AOF持久化通过保存Redis服务器执行的写命令来记录数据库状态。
• AOF文件中所有命令都以Redis命令请求协议的格式保存。
• 服务器启动时通过载入和执行AOF文件中保存的命令来还原数据库。

AOF文件写入

• 命令请求会先保存到AOF缓冲区里面，之后再定期写入并同步到AOF文件。
• 执行的写命令都追加到AOF文件尾部保存。

AOF文件还原

AOF文件中包含了重建数据库状态所需的所有写命令，服务器读取并且重新执行一遍AOF文件中的命令就可以还原数据库。
AOF文件还原步骤如下：

1. 创建一个不带网络连接的伪客户端，用于执行AOF文件中的命令
2. 从AOF文件中分析并读取一条命令
3. 使用伪客户端执行被读出的写命令
4. 重复2和3步骤，直到AOF文件中的写命令全部执行完成

AOF文件重写(rewrite)

• 为了解决AOF文件体积膨胀的问题，提供AOF文件重写(rewrite)功能。

• 重写功能创建一个新的AOF文件代替旧的AOF文件，新旧两个AOF文件保存相同的数据库状态，只是新AOF文件不包含任何浪费空间的冗余命令，所以新的AOF文件要小的多。

• 重写功能通过读取服务器当前的数据库状态来实现，无需对现有AOF文件操作，实现原理如下：

  1. 首先从数据库中读取键值对现在的值
  2. 然后用一条命令去记录键值对，代替之前记录这个键值对的多条命令
  3. 直到数据中所有数据重写完成

• AOF文件重写(rewrite)之后的新的AOF文件只包含还原当前数据库所必须的命令，所以不会浪费空间。

• AOF文件重写程序放到子进程中执行，服务器可以继续处理命令，并且子进程带有服务器的数据副本，使用子进程而不是子线程，可以避免使用锁的情况下，保证数据的安全性。

• AOF重写时，服务器继续执行命令，可能导致数据的不一致。为解决数据不一致问题，设置AOF重写缓冲区，在子进程创建之后开始使用，服务器执行完一个写命令，同时将这个写命令发送到AOF重写缓冲区。

• AOF重写完成后，AOF重写缓冲区中的内容写入新的AOF文件中，这时新的AOF文件与数据库保持一致；新文件覆盖旧文件，服务器接收的命令将会更新在新文件中。