Redis持久化机制

1、什么是持久化

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持久化（Persistence），即把数据（如内存中的对象）保存到可永久保存的存储设备中（如磁盘）。持久化的主要应用是将内存中的对象存储在数据库中，或者存储在磁盘文件中、XML数据文件中等等。

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2、Redis为什么要持久化？

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        Redis优秀的性能是由于其将所有的数据都存储在内存中，虽然memcached也是这样做的，但是为什么Redis能够脱颖而出呢，很大程度上是因为Redis有出色的持久化机制。

        持久化能够保证服务器因故障崩溃或重启后，数据不会丢失，因为在下次重启时可以利用之前持久化文件实现数据恢复。

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3、Redis持久化方式

        Redis支持RDB和AOF两种持久化机制。

3.1 RDB介绍

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        在 Redis 运行时， RDB 程序将当前内存中的数据库快照保存到磁盘文件中， 在 Redis 重启动时， RDB 程序可以通过载入 RDB 文件来还原数据库的状态，触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。   

        RDB 持久化主要由 rdbSave 和 rdbLoad 两个函数来实现。其中，前者用于生成 RDB 文件到磁盘， 后者则将 RDB 文件中的数据重新载入到内存中。

rdbSave和rdbLoad

        rdbSave 函数负责将内存中的数据库数据以 RDB 格式保存到磁盘中， 如果 RDB 文件已存在， 那么新的 RDB 文件将替换已有的 RDB 文件。当 Redis 服务器启动时， rdbLoad 函数就会被执行， 它读取 RDB 文件， 并将文件中的数据库数据载入到内存中。在载入期间， 服务器每载入 1000 个键就处理一次所有已到达的请求， 不过只有 PUBLISH 、 SUBSCRIBE 、 PSUBSCRIBE 、 UNSUBSCRIBE 、 PUNSUBSCRIBE 五个命令的请求会被正确地处理， 其他命令一律返回错误。 等到载入完成之后， 服务器才会开始正常处理所有命令。

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3.1.1 触发机制

1) save

        SAVE 直接调用 rdbSave ，阻塞 Redis 主进程，直到保存完成为止。在主进程阻塞期间，服务器不能处理客户端的任何请求。当 SAVE 正在执行时， 新的 SAVE 、 BGSAVE 或 BGREWRITEAOF 调用都不会产生任何作用。只有在上一个 SAVE 执行完毕、 Redis 重新开始接受请求之后， 新的 SAVE 、 BGSAVE 或 BGREWRITEAOF 命令才会被处理。 因为 AOF 写入由后台线程完成， 而 BGREWRITEAOF 则由子进程完成， 所以在 SAVE 执行的过程中， AOF 写入和 BGREWRITEAOF 可以同时进行。

2)bgsave

        BGSAVE  fork 出一个子进程，子进程负责调用 rdbSave ，并在保存完成之后向主进程发送信号，通知保存已完成。因为 rdbSave在子进程被调用，所以 Redis 服务器在 BGSAVE 执行期间仍然可以继续处理客户端的请求。这样做可以避免 SAVE 和 BGSAVE 调用的两个 rdbSave 交叉执行， 造成竞争条件。

3）BGREWRITEAOF 和 BGSAVE 不能同时执行：

        如果 BGSAVE 正在执行，那么 BGREWRITEAOF 的重写请求会被延迟到 BGSAVE 执行完毕之后进行，执行 BGREWRITEAOF 命令的客户端会收到请求被延迟的回复。如果 BGREWRITEAOF 正在执行，那么调用 BGSAVE 的客户端将收到出错信息，表示这两个命令不能同时执行。

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4）bgSave执行流程

a. 执行bgsave命令，Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程，如只RDB/AOF子进程，如果存在bgsave命令直接返回。

b. 父进程执行fork操作创建子进程，fork操作过程中父进程会阻塞，通过info stats命令查看latest_fork_usec选项，可以获取最近一个fork以操作的耗时，单位为微秒。

c. 父进程fork完成后，bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程，父进程可以继续响应其他命令。

d. 子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成尺RDB的时间，对应info统计的rdb_last_save_time选项。

e. 进程发送信号给父进程衣示完成，父进程更新统计信息，具体见info Persistence下的rdb_*相关选项。

5）save和bgSave优缺点分析

Save的优点在于节约系统资源，不需要fork子进程。缺点是其在执行时会阻塞redis进程，阻塞期间，服务器无法响应其他的处理，直到执行完成为止。如果数据量小，用此命令可能感觉不出有什么区别，但是当数据量很大的时候，就需要谨慎使用这个命令了，可能会导致数据丢失。

bgSave的优点是执行此命令的时候，redis会fork出一个子进程去完成备份持久化，而不会影响redis处理其他的请求。但由于会fork一个进程，因此更消耗内存。

3.1.2 RDB配置文件

1)  设置触发条件

在redis.conf文件中进行设置，下面的触发条件之间是或的关系。即只要一个满足，就进行备份。

设置save触发条件

2) 设置rdb文件保存路径

设置保存路径和文件名

3）设置文件是否压缩

设置是否压缩

压缩的有点缺分析

压缩。优点：减少磁盘存储空间；缺点：消耗CPU资源

不压缩。优点：不消耗CPU资源；缺点：占用磁盘空间