一、持久化概述
Redis是内存数据库，数据运行在内存中，内存中的数据断电丢失，为了能够恢复Redis数据，或者防止系统故障，我们需要将Redis
中的数据写入到磁盘空间中，即持久化。
二、持久化分类
1、两种持久化方式
RDB：用类似于创建快照的方式获取某一时刻Redis中所有数据的副本，保存在磁盘中
AOF：将Redis操作以追加日志的方式记录数据的变化
RDB占用资源少，不需要花费大量服务器资源
AOF专门开一个进程，随时进行数据保存，读写同步进行，——类似增量备份，但是占用更大资源，重启服务时，要进行同步数据，启动时间慢，等待时间长。服务器突然关机，不怕数据丢失。不执行最后一条语句
由于AOF持久化的实时性更好，即当进程意外退出时丢失的数据更少，因此AOF是目前主流的持久化方式
2、RDB持久化触发条件
1.手动触发
save命令和bgsave命令都可以生成RDB文件
save命令会阻塞Redis服务器进程，直到RDB文件创建完毕为止，在Redis服务器阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求。
而bgsave命令会创建一个子进程，由子进程来负责创建RDB文件，父进程(即Redis主进程)则继续处理请求。
bgsave命令执行过程中，只有fork子进程时会阻塞服务器，而对于save命令，整个过程都会阻塞服务器，因此save已基本被废弃，线上环境要杜绝save的使用。
2.自动触发
自动触发RDB持久化时，Redis也会选择bgsave而不是save来进行持久化
自动触发最常见的情况是在配置文件中通过save m n，指定当m秒内发生n次变化时，会触发bgsave
[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf
--219行--以下三个save条件满足任意一个时，都会引起bgsave的调用
save 900 1 #当时间到900秒时，如果redis数据发生了至少1次变化，则执行bgsave
save 300 10 #当时间到300秒时，如果redis数据发生了至少10次变化，则执行bgsave
save 60 10000 #当时间到60秒时，如果redis数据发生了至少10000次变化，则执行bgsave
--254行--指定RDB文件名
dbfilename dump.rdb
--264行--指定RDB文件和AOF文件所在目录
dir /var/lib/redis/6379
--242行--是否开启RDB文件压缩
rdbcompression yes
在主从复制场景下，如果从节点执行全量复制操作，则主节点会执行bgsave命令，并将rdb文件发送给从节点
执行shutdown命令时，自动执行rdb持久化
3、RDB持久化执行流程
（1）Redis父进程首先判断：当前是否在执行save，或bgsave/bgrewriteaof的子进程，如果在执行则bgsave命令直接返回。 bgsave/bgrewriteaof的子进程不能同时执行，主要是基于性能方面的考虑：两个并发的子进程同时执行大量的磁盘写操作，可能引起严重的性能问题。
（2）父进程执行fork操作创建子进程，这个过程中父进程是阻塞的，Redis不能执行来自客户端的任何命令
（3）父进程fork后，bgsave命令返回”Background saving started”信息并不再阻塞父进程，并可以响应其他命令
（4）子进程创建RDB文件，根据父进程内存快照生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换
（5）子进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息
RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的，并没有专门的命令。但是由于AOF的优先级更高，因此当AOF开启时，Redis会优先载入 AOF文件来恢复数据；只有当AOF关闭时，才会在Redis服务器启动时检测RDB文件，并自动载入。服务器载入RDB文件期间处于阻塞状态，直到载入完成为止。
Redis载入RDB文件时，会对RDB文件进行校验，如果文件损坏，则日志中会打印错误，Redis启动失败。
4、AOF持久化
AOF持久化，则是将Redis执行的每次写、删除命令记录到单独的日志文件中，查询操作不会记录； 当Redis重启时再次执行AOF文件中的命令来恢复数据。 与RDB相比，AOF的实时性更好，因此已成为主流的持久化方案
AOF的工作原理是将写操作追加到文件中，文件的冗余内容会越来越多，当AOF文件的大小超过所设定的阈值时，Redis就会对AOF文件的内容压缩。
Redis默认不开启AOF
可以用来弥补RDB的不足（数据的不一致性）
采用日志的形式来记录每个写操作，并追加到文件中
Redis重启会根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作
1.AOF执行流程
由于需要记录Redis的每条写命令，因此AOF不需要触发
AOF执行流程：
命令追加：将Redis的写命令追加到缓冲区aof_buf
文件写入和文件同步：根据不同的同步策略将aof_buf中的内容同步到硬盘
文件重写：定期重写AOF文件，达到压缩的目的
2.AOF缓存区同步文件策略的三种同步方式
[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf
729 # appendfsync always
730 appendfsync everysec
731 # appendfsync no
appendfsync always： 命令写入aof_buf后立即调用系统fsync操作同步到AOF文件，fsync完成后线程返回。这种情况下，每次有写命令都要同步到AOF文件，硬盘IO成为性能瓶颈，Redis只能支持大约几百TPS写入，严重降低了Redis的性能；即便是使用固态硬盘（SSD），每秒大约也只能处理几万个命令，而且会大大降低SSD的寿命。
appendfsync no： 命令写入aof_buf后调用系统write操作，不对AOF文件做fsync同步；同步由操作系统负责，通常同步周期为30秒。这种情况下，文件同步的时间不可控，且缓冲区中堆积的数据会很多，数据安全性无法保证。
appendfsync everysec： 命令写入aof_buf后调用系统write操作，write完成后线程返回；fsync同步文件操作由专门的线程每秒调用一次。everysec是前述两种策略的折中，是性能和数据安全性的平衡，因此是Redis的默认配置，也是我们推荐的配置。
3.AOF重写原理
随着命令不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题，Redis引入了 AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重
写是将Redis进程内的数据转化为写命令同步到新AOF文件的过程。简单说就是将对同一一个数据的若干个条命令执行结
果转化成最终结果数据对应的指令进行记录。
AOF重写作用：
1.降低磁盘占用量，提高磁盘利用率
2.提高持久化效率，降低持久化写时间，提高IO性能
3.降低数据恢复用时，提高数据恢复效率
文件重写能够压缩数据，原因是：过期的数据不再写入文件、无效的命令不再写入文件、多条命令可以合并为一个
4.文件重写触发
①手动触发：直接调用bgrewriteaof命令，该命令的执行与bgsave有些类似：都是fork子进程进行具体的工作，且都只有在fork时阻塞。
②自动触发：通过设置auto-aof-rewrite-min-size选项和auto-aof-rewrite-percentage选项来自动执行BGREWRITEAOF。 只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个选项同时满足时，才会自动触发AOF重写，即bgrewriteaof操作。
5.文件重写流程
（1）Redis父进程首先判断当前是否存在正在执行bgsave/bgrewriteaof的子进程，如果存在则bgrewriteaof命令直接返回，如果存在 bgsave命令则等bgsave执行完成后再执行。
（2）父进程执行fork操作创建子进程，这个过程中父进程是阻塞的。
（3）父进程fork后，bgrewriteaof命令返回”Background append only file rewrite started”信息并不再阻塞父进程， 并可以响应其他命令。Redis的所有写命令依然写入AOF缓冲区，并根据appendfsync策略同步到硬盘，保证原有AOF机制的正确。
（4）由于fork操作使用写时复制技术，子进程只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程依然在响应命令，因此Redis使用AOF重写缓冲区(aof_rewrite_buf)保存这部分数据，防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。也就是说，bgrewriteaof执行期间，Redis的写命令同时追加到aof_buf和aof_rewirte_buf两个缓冲区。
（5）子进程根据内存快照，按照命令合并规则写入到新的AOF文件。
（6）子进程写完新的AOF文件后，向父进程发信号，父进程更新统计信息，具体可以通过info persistence查看。
（7）父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件，这样就保证了新AOF文件所保存的数据库状态和服务器当前状态一致。
（8）使用新的AOF文件替换老文件，完成AOF重写.
当AOF开启时，Redis启动时会优先载入AOF文件来恢复数据；只有当AOF关闭时，才会载入RDB文件恢复数据。
当AOF开启，但AOF文件不存在时，即使RDB文件存在也不会加载。
Redis载入AOF文件时，会对AOF文件进行校验，如果文件损坏，则日志中会打印错误，Redis启动失败。但如果是AOF文件结尾不完整(机器突然宕机等容易导致文件尾部不完整)，且aof-load-truncated参数开启，则日志中会输出警告，Redis忽略掉AOF文件的尾部，启动成功。aof-load-truncated参数默认是开启的。
三、RDB与AOF的优缺点
1、RDB
优点：RDB文件紧凑，体积小，网络传输快，适合全量复制；恢复速度比AOF快很多。与AOF相比，RDB最重要的优点之一是对性能的影响相对较小。
缺点：RDB文件的致命缺点在于其数据快照的持久化方式决定了必然做不到实时持久化，而在数据越来越重要的今天，数据的大量丢失很多时候是无法接受的，因此AOF持久化成为主流。此外，RDB文件需要满足特定格式，兼容性差（如老版本的Redis不兼容新版本的RDB文件）。 对于RDB持久化，一方面是bgsave在进行fork操作时Redis主进程会阻塞，另一方面，子进程向硬盘写数据也会带来IO压力。
2、AOF
优点：AOF的优点在于支持秒级持久化、兼容性好，AOF持久化，向硬盘写数据的频率大大提高(everysec策略下为秒级)
缺点：文件大、恢复速度慢、对性能影响大，IO压力更大，甚至可能造成AOF追加阻塞问题。 AOF文件的重写与RDB的bgsave类似，会有fork时的阻塞和子进程的IO压力问题。相对来说，由于AOF向硬盘中写数据的频率更高，因此对 Redis主进程性能的影响会更大。
四、Redis性能管理
1、查看Redis内存使用情况
192.168.246.77:6379> info memory
2、内存碎片率
操作系统分配的内存值 used_memory_rss 除以 Redis 使用的内存总量值 used_memory 计算得出。
内存值 used_memory_rss 表示该进程所占物理内存的大小，即为操作系统分配给 Redis 实例的内存大小。
除了用户定义的数据和内部开销以外，used_memory_rss 指标还包含了内存碎片的开销， 内存碎片是由操作系统低效的分配/回收物理内存导致的（不连续的物理内存分配）。
例：Redis 需要分配连续内存块来存储 1G 的数据集。如果物理内存上没有超过 1G 的连续内存块， 那操作系统就不得不使用多个不连续的小内存块来分配并存储这 1G 数据，该操作就会导致内存碎片的产生。
#跟踪内存碎片率对理解Redis实例的资源性能是非常重要的：
内存碎片率稍大于1是合理的，这个值表示内存碎片率比较低，也说明 Redis 没有发生内存交换。
内存碎片率超过1.5，说明Redis消耗了实际需要物理内存的150%，其中50%是内存碎片率。需要在redis-cli工具上输入shutdown save 命令，让 Redis 数据库执行保存操作并关闭 Redis 服务，再重启服务器。
内存碎片率低于1的，说明Redis内存分配超出了物理内存，操作系统正在进行内存交换。需要增加可用物理内存或减少 Redis 内存占用。
3、内存使用率
redis实例的内存使用率超过可用最大内存，操作系统将开始进行内存与swap空间交换。
#避免内存交换发生的方法：
针对缓存数据大小选择安装 Redis 实例
尽可能的使用Hash数据结构存储
设置key的过期时间
4、内回收key
内存清理策略，保证合理分配redis有限的内存资源。
当达到设置的最大阀值时，需选择一种key的回收策略，默认情况下回收策略是禁止删除。
配置文件中修改 maxmemory-policy 属性值：
[root@localhost ~]# vim /etc/redis/6379.conf
598 # maxmemory-policy noeviction
volatile-lru：使用LRU算法从已设置过期时间的数据集合中淘汰数据(移除最近最少使用的key，针对设置了TTL的key)
volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集合中挑选即将过期的数据淘汰（移除最近过期的key）
volatile-random：从已设置过期时间的数据集合中随机挑选数据淘汰（在设置了TTL的key里随机移除）
allkeys-lru：使用LRU算法从所有数据集合中淘汰数据（移除最少使用的key，针对所有的key）
allkeys-random：从数据集合中任意选择数据淘汰（随机移除key）
noenviction：禁止淘汰数据（不删除直到写满时报错）