Redis基础--持久化

Redis 是完全开源免费的，是一个高性能的key-value内存数据库。

Redis提供了持久化到磁盘的机制，分别是RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。

持久化流程

1. 客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)；
2. 数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)；
3. 服务端调用write这个系统调用，将数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)；
4. 操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)；
5. 磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。

存在两种情况故障：

1. Redis数据库发生故障，只要在上面的第三步执行完毕，那么就可以持久化保存，剩下的两步由操作系统替我们完成；
2. 操作系统发生故障，必须上面5步都完成才可以。

redis实现上面5个保存磁盘的步骤。提供了两种策略机制，RDB和AOF。

RDB机制

RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。也是默认的持久化方式，这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。

在我们安装了redis之后，所有的配置都是在redis.conf文件中，里面保存了RDB和AOF两种持久化机制的各种配置。

对于RDB来说，提供了三种机制实现生成一个快照的过程：save、bgsave、自动化。

save触发方式

该命令会阻塞当前Redis服务器，执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。执行完成时候如果存在老的RDB文件，就把新的替代掉旧的。我们的客户端可能都是几万或者是几十万，这种方式显然不可取。

bgsave触发方式

执行该命令时，Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。

具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。基本上 Redis 内部所有的RDB操作都是采用 bgsave 命令。

自动触发

自动触发是由我们的配置文件来完成的。在redis.conf配置文件中，里面有如下配置，我们可以去设置：

• save：“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave；
• stop-writes-on-bgsave-error：默认值为yes。当启用了RDB且最后一次后台保存数据失败，Redis是否停止接收数据。如果Redis重启了，那么又可以重新开始接收数据了；
• rdbcompression：默认值是yes。对于存储到磁盘中的快照，可以设置是否进行压缩存储；
• rdbchecksum：默认值是yes。在存储快照后，我们还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验，但是这样做会增加大约10%的性能消耗，如果希望获取到最大的性能提升，可以关闭此功能。
• dbfilename：设置快照的文件名，默认是 dump.rdb；
• dir：设置快照文件的存放路径，这个配置项一定是个目录，而不能是文件名。

命令	save	bgsave
IO类型	同步	异步
是否阻塞	是	否（但fork子进程时会阻塞）
复杂度	O(n)	O(n)
优点	不消耗额外内存	不阻塞客户端命令
缺点	阻塞客户端命令	需要fork，消耗内存

优点：

• RDB文件紧凑，全量备份，非常适合用于进行备份和灾难恢复；
• 生成RDB文件的时候，redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘IO操作；
• RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

缺点：

• RDB快照是一次全量备份，当进行快照持久化时，会开启一个子进程专门负责快照持久化，子进程会拥有父进程的内存数据，父进程修改内存子进程不会反应出来，所以在快照持久化期间修改的数据不会被保存，可能丢失数据。

AOF机制

全量备份总是耗时，有时候我们提供一种更加高效的方式AOF，工作机制很简单，redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。就是日志记录。

持久化原理：每当有一个写命令过来时，就直接保存在AOF文件中。

文件重写原理：AOF的方式也同时带来了另一个问题。持久化文件会变的越来越大。为了压缩aof的持久化文件。redis提供了bgrewriteaof命令。将内存中的数据以命令的方式保存到临时文件中，同时会fork出一条新进程来将文件重写。

重写aof文件的操作，并没有读取旧的aof文件，而是将整个内存中的数据库内容用命令的方式重写了一个新的aof文件，这点和快照有点类似。

三种触发机制

• 每修改同步always：同步持久化，每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 ，能较差但数据完整性比较好；
• 每秒同步everysec：异步操作，每秒记录，如果一秒内宕机，有数据丢失；
• 不同no：从不同步。

命令	always	everysec	no
优点	不丢失数据	每秒以此fsync	不管用
缺点	磁盘IO开销大	存在丢1秒数据的风险	不可控

优点

• AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据；
• AOF日志文件没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，文件不容易破损；
• AOF日志文件即使过大的时候，出现后台重写操作，也不会影响客户端的读写；
• AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如某人不小心用flushall命令清空了所有数据，只要这个时候后台rewrite还没有发生，那么就可以立即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删了，然后再将该AOF文件放回去，就可以通过恢复机制，自动恢复所有数据。

缺点：

• 对于同一份数据来说，AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大；
• AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件，当然，每秒一次fsync，性能也还是很高的；

RDB和AOF对比

要根据自己的需求自行配置；

命令	RDB	AOF
启动优先级	低	高
体积	小	大
恢复速度	快	慢
数据安全性	丢数据	根据策略而定
轻重	重	轻