Redis的持久化机制，RDB 和 AOF

Redis是基于内存操作，很快，既然Redis在内存工作，但是数据如何保存呢？

在Redis重启的时候，如何把数据恢复，保持一致性，这就涉及Redis的持久化机制了。

1、Redis的持久化机制

Redis的持久化机制有两种：

• RDB
• AOF

可以单独使用其中一种或将二者结合使用。

2、RDB

RDB持久化是将当前进程中的数据生成 快照 保存到硬盘(因此也称作快照持久化)，保存的文件后缀是 .rdb

2.1 自动触发

常见配置：

# Redis默认设置， 表示  900秒内产生1条写入命令就触发一次快照，自动触发 bgsave
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

# 如果持久化出错，主进程是否停止写入
stop-writes-on-bgsave-error yes

# 是否压缩，如果开启，则消耗更多的CPU，否则消耗更多硬盘
rdbcompression yes

# 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
rdbchecksum yes

# 快照文件名称
dbfilename dump.rdb

# 快照文件保存路径
dir ./

①、save m n：表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发 bgsave 。

其他参数解释见上。

2.2 手动触发

手动触发有两种方法：

• 1）save

  同步操作，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。

• 2）bgsave
  异步操作，Redis fork 出一个新子进程，原来的 Redis 进程（父进程）继续处理客户端请求，而子进程则负责将数据保存到磁盘，然后退出。

localhost:0>save
"OK"

localhost:0>bgsave
"Background saving started"

localhost:0>lastsave
"1603777804"

很明显 bgsave 更适合执行RDB 操作，所以Redis的内部操作，包括自动触发，也是 bgsave 。

RDB bgsave 具体过程如下：

​ 1、Redis服务器接收 bgsave ，主线程需要调用系统的 fork() 函数，构建出一个子进程去操作；

​ 2、子线程创建好RDB文件并退出时，向父进程发送一个通知，告知RDB文件创建完毕；

​ 3、父进程接收子进程创建好的RDB文件， bgsave 命令执行结束。

3、AOF

AOF是记录Redis的命令，增量备份。

常见配置：

# 是否开启aof，默认是不开启
appendonly no

# 文件名称
appendfilename "appendonly.aof"

# 同步方式，有三种，默认是 everysec
appendfsync everysec

# aof重写期间是否同步
no-appendfsync-on-rewrite no

# 重写触发配置
# (当前AOF文件大小超过上一次重写的AOF文件大小的百分之多少才会重写)
auto-aof-rewrite-percentage 100
# AOF文件重写需要的尺寸，AOF多大时开启重写
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

# 文件重写策略
aof-rewrite-incremental-fsync yes

① appendfsync everysec 的三种模式：

• always：把每个写命令都立即同步到aof文件，很慢，但是很安全
• everysec：每秒同步一次，Redis官方推荐。
• no：redis不刷盘交给OS来处理，非常快，但是也最不安全

② aof-rewrite-incremental-fsync ：

每次批量写入磁盘的数据量由aof-rewrite-incremental-fsync参数控制，默认为32M，避免单次刷盘数据过多造成硬盘阻塞

3.1 AOF的工作流程：

1. 所有的写入命令追加到 aof_buf 缓冲区中。
2. AOF会根据对应的策略向磁盘做同步操作。刷盘策略由 appendfsync 参数决定。
3. 定期对AOF文件进行重写。重写策略由 auto-aof-rewrite-percentage 、 auto-aof-rewrite-min-size 两个参数决定。

3.2 为什么需要重写？

因为重写后文件会变小。

1. 进程内超时的数据不用再写入到AOF文件中。
2. 存在删除命令。
3. 多条写命令可以合并为一个。

比如一个value 自增1w次，那AOF就需要记录1w次的操作，如果重写后，就可以直接记录该key的最终set值了。

3.3 AOF重写过程

​ 重写分为：

• 自动触发

  由 auto-aof-rewrite-percentage 、 auto-aof-rewrite-min-size 两个参数决定 且没有进行BGSAVE、BGREWRITEAOF操作 。

  贴一下Redis的原话：

  # Automatic rewrite of the append only file.
  # Redis is able to automatically rewrite the log file implicitly calling
  # BGREWRITEAOF when the AOF log size grows by the specified percentage.
  # 
  # This is how it works: Redis remembers the size of the AOF file after the
  # latest rewrite (if no rewrite has happened since the restart, the size of
  # the AOF at startup is used).
  #
  # This base size is compared to the current size. If the current size is
  # bigger than the specified percentage, the rewrite is triggered. Also
  # you need to specify a minimal size for the AOF file to be rewritten, this
  # is useful to avoid rewriting the AOF file even if the percentage increase
  # is reached but it is still pretty small.
  #
  # Specify a percentage of zero in order to disable the automatic AOF
  # rewrite feature.
  
  auto-aof-rewrite-percentage 100
  auto-aof-rewrite-min-size 64mb

  简单解释一下，首先当你AOF文件超过了 auto-aof-rewrite-min-size 才会重写。

  Redis会记录上一次重写的大小，和当前AOF的大小，当 （当前AOF大小/上次重写AOF大小）> auto-aof-rewrite-percentage 则自动重写。

  例如当前文件大小129mb，上一次AOF重写原文件大小是64mb，超过100%，就重写。

自动重写也是调用 bgrewriteaof 命令。

• 手动触发

  调用 bgrewriteaof 命令。

  短短一句命令其实背后做了很多操作。

  localhost:0>bgrewriteaof
  "Background append only file rewriting started"

AOF重写大致过程：

1. 父进程执行fork()，创建一个子进程。
2. 父进程处理客户端请求，父进程把所有修改命令会写入到 aof_rewrite_buf 中，并根据 appendfsync 策略持久化到AOF文件中。
3. 子进程把新AOF文件写入完成后，子进程发送信号给父进程，父进程更新统计信息。
4. 父进程将aof_rewrite_buf（AOF重写缓冲区）的数据写入到新的AOF文件中。

过期的键不会被记录到 AOF 文件中

AOF的持久化也可能会造成阻塞。

fsync 每秒同步一次，假如系统磁盘比较忙，可能就会造成Redis主线程阻塞。

4、数据恢复

当Redis重新启动时，可以读取快照文件恢复数据。

将备份文件 ( dump.rdb ) 或者 （ .aof文件 ）移动到 redis 安装目录并启动服务即可，redis就会自动加载文件数据至内存了。

RDB恢复又分两种情况：

1）主库master：

• 载入RDB时，过期键会被忽略。

2）从库salve：

载入 RDB 时，文件中的所有键都会被载入，当同步进行时，会和Master 保持一致。不过，因为主从服务器在进行数据同步的时候，从服务器的数据库就会被清空，所以一般来说，过期键在载入RDB文件的从服务器也不会造成影响

AOF则不会，过期但并未被删除释放的状态会被正常记录到 AOF 文件中，当过期键发生释放删除时， DEL 也会被同步到 AOF 文件中去。

如果同时开启了RDB和AOF，Redis会优先加载AOF文件，找不到AOF文件才会加载RDB文件。

redis4.0开始 添加了RDB-AOF混合方式，可以通过设置 aof-use-rdb-preamble yes 开启。 .aof 文件就由 .rdb 和 .aof 文件组成了。这样加载速度快，同时结合AOF，增量的数据以AOF方式保存了，数据更少的丢失。

参考：

• https://www.cnblogs.com/ivict...
• https://blog.csdn.net/qq_2801...
• https://redis.io/topics/persi...