05 内存快照：宕机，Redis如何快速恢复？

内存快照：指内存中的数据在某一个时刻的状态以文件的形式写到磁盘上，类似于照片。

快照文件就称为 RDB 文件，其中，RDB 就是 Redis DataBase 的缩写。

两个关键问题：

• 对哪些数据做快照？关系到快照的执行效率问题；
• 做快照时，数据还能被增删改吗？关系到 Redis 是否被阻塞，能否同时正常处理请求。

给哪些内存数据做快照？

Redis 的数据都在内存中，执行的是全量快照，把内存中的所有数据都记录到磁盘中。

RDB 文件的生成是否会阻塞主线程，关系到是否会降低 Redis 的性能。

Redis 提供了两个命令来生成 RDB 文件，分别是 save 和 bgsave。

• save：在主线程中执行，会导致阻塞；
• bgsave：创建一个子进程，专门用于写入 RDB 文件，避免了主线程的阻塞，是 Redis RDB 文件生成的默认配置。

快照时数据能修改吗?

对内存数据做快照时，数据若能被修改，则 Redis 还能正常处理写操作。否则，所有写操作都得等到快照完了才能执行，降低性能。

你可能会想到，用 bgsave 避免阻塞啊。这里我就要说到一个常见的误区了，避免阻塞和正常处理写操作并不是一回事。此时，主线程的确没有阻塞，可以正常接收请求，但是，为了保证快照完整性，主线程只能处理读操作，因为不能修改正在执行快照的数据。

Redis 写时复制技术（Copy-On-Write, COW），在执行快照的同时，正常处理写操作。

• 如果主线程对数据也都是读操作（键值对 A），主线程和 bgsave 子进程相互不影响。
• 如果主线程要修改一块数据（键值对 C），这块数据就会被复制一份，生成该数据的副本（键值对 C’），主线程在这个数据副本上进行修改。同时，bgsave 子进程可以继续把原来的数据写入 RDB 文件。

多久做一次快照？

bgsave 执行时不阻塞主线程，但如果频繁地执行全量快照，也会带来两方面的开销。

1. 频繁将全量数据写入磁盘，会给磁盘带来很大压力。
2. bgsave 子进程需要通过 fork 操作从主线程创建出来。子进程在创建后不会再阻塞主线程，但是，fork 这个创建过程本身会阻塞主线程，而且主线程的内存越大，阻塞时间越长。

增量快照：

做一次全量快照后，后续的快照只对修改的数据进行快照记录，避免每次全量快照的开销。

Redis 4.0 中提出了一个混合使用 AOF 日志和内存快照的方法。

内存快照以一定的频率执行，在两次快照之间，使用 AOF 日志记录这期间的所有命令操作。

T1 和 T2 时刻的修改，用 AOF 日志记录，等到第二次做全量快照时，可以清空 AOF 日志，因为此时的修改都已经记录到快照中，恢复时就不再用日志。

关于 AOF 和 RDB 的选择问题，三点建议：

1. 数据不能丢失时，内存快照和 AOF 的混合使用是一个很好的选择；
2. 如果允许分钟级别的数据丢失，可以只使用 RDB；
3. 如果只用 AOF，优先使用 everysec 的配置选项，因为它在可靠性和性能之间取了一个平衡。

问:

使用一个 2 核 CPU、4GB 内存、500GB 磁盘的云主机运行 Redis，Redis 数据库的数据量大小差不多是 2GB，使用了 RDB 做持久化保证。当时 Redis 的运行负载以修改操作为主，写读比例差不多在 8:2 左右。你觉得，在这个场景下，用 RDB 做持久化有什么风险吗

答：

内存资源和 CPU 资源两方面分析了风险：

内存不足的风险：Redis fork 一个 bgsave 子进程进行 RDB 写入，如果主线程再接收到写操作，就会采用写时复制。写时复制需要给写操作的数据分配新的内存空间。本在持久化过程中，为了保存 80% 写操作涉及的数据，写时复制机制会在实例内存中，为这些数据再分配新内存空间，分配的内存量相当于整个实例数据量的 80%，整个系统内存的使用量就接近饱和了。此时，如果实例还有大量的新 key 写入或 key 修改，云主机内存很快就会被吃光。

如果云主机开启了 Swap 机制，就会有一部分数据被换到磁盘上，当访问磁盘上的这部分数据时，性能会急剧下降。如果云主机没有开启 Swap，会直接触发 OOM，整个 Redis 实例会面临被系统 kill 掉的风险。

主线程和子进程竞争使用 CPU 的风险：生成 RDB 的子进程需要 CPU 核运行，主线程本身也需要 CPU 核运行，而且，如果 Redis 还启用了后台线程，此时，主线程、子进程和后台线程都会竞争 CPU 资源。由于云主机只有 2 核 CPU，这就会影响到主线程处理请求的速度。