Redis的数据持久化

为什么要持久化

Redis是内存数据库，宕机后数据会消失，Redis重启后快速恢复数据，要提供持久化机制。

Redis的两种持久化方式：RDB和AOF

Redis持久化不保证数据的完整性，有可能会丢数据。当Redis用作DB时，DB数据要完整，所以一定要有一个完整的数据源（文件、mysql），在系统启动时，从这个完整的数据源中将数据load到Redis中。

RDB持久化

RDB（Redis DataBase Backup file），是redis默认的存储方式，RDB方式是通过快照（ snapshotting ）完成的。它保存的是某一时刻的数据并不关注过程。RDB保存redis某一时刻的数据的快照，快照文件称为RDB,默认保存在当前运行目录

触发快照的方式

1. 符合自定义配置的快照规则；

2. 执行save或者bgsave命令；

3. 执行flushall命令；

4. 执行主从复制操作 (第一次)。

保存方式：

1.

由Redis主进程来执行RDB会阻塞所有的命令

2.

开启子进程执行RDB,避免主进程受到影响

注：Redis停机时会执行一次RDB

Redis内部有触发RDB的机制

默认是1分钟内改了1万次，或5分钟内改了10次，或15分钟内改了1次。

注意： 30s内12个key改变，触发快照，会将前10个key进行持久化，而后两个key重新从0s开始计算，如果达到30s，没有满足10个key改变的条件，那么不进行持久化操作

stop-writes-on-bgsave-error

当Redis无法写入磁盘的话，直接关掉Redis的写操作。默认yes

注：在开启RDB且最近一次bgsave执行失败的情况下，如果该参数为yes，则Redis会阻止客户端的写入，直到bgsave执行成功。

rdbcompression 压缩文件

建议不开启压缩，会消耗cpu

rdbchecksum 检查完整性

存储快照后，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）

如何停止RDB

动态停止RDB：redis-cli config set save “”#save后给空值，表示禁用保存策略rdb文件

• Fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等） 数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程
• 在Linux程序中，fork()会产生一个和父进程完全相同的子进程，但子进程在此后多会exec系统调用，出于效率考虑，Linux中引入了“写时复制技术”
• 一般情况父进程和子进程会共用同一段物理内存，只有进程空间的各段的内容要发生变化时，才会将父进程的内容复制一份给子进程 ​

​​读时共享，写时复制​​

RDB保存策略原理

bgdsave开始时会fork主进程得到子进程，子进程共享主进程的内存数据，完成fork后读取内存数据并写入

RDB的优缺点：

优点：

1. RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据快照，适合备份，全量复制等场景。

2. 加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。

缺点：

1.没办法做到实时持久化/秒级持久化，因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本过高。

2.最后一次持久化后的数据可能丢失

3.fork子进程，压缩，写出rdb文件都比较耗时

AOF持久化

AOF全称为Append Only File (追加文件)。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件，可以看做是命令日志文件。

注：只允许追加不允许改写的文件

AOF默认不开启，需要修改redis.conf配置文件来开启AOF

appendfilename “appendonly.aof”:默认生成的文件名字:appendonly.aof

开启aof:appendonly yes

AOF的命令记录的频率也可以通过redis.conf文件来配：

# 表示每执行一次写命令，立即记录到AOF文件

 appendfsync always

# 写命令执行完先放入AOF缓存区，然后表示每隔1秒将缓存取数据写入AOF文件，是默认的方案

appendfsync everysec

# 写命令执行完先放入AOF缓冲区，由操作系统决定何时将缓存区内容写入磁盘

appendfsync no

因为是记录命令，AOF文件会比RDB文件大的多，而且AOF会记录对同一个key的多次写操作，但是自有最后一次操作才有意义，通过执行​​bgrewriteaof​​命令，可以将AOF文件执行重写功能，用最少的命令达到相同的效果。

重写原理，如何实现重写

AOF文件持续增长而过大时，会fork出一条新进程来将文件重写(也是先写临时文件最后再rename)，redis4.0版本后的重写，是指上就是把rdb 的快照，以二级制的形式附在新的aof头部，作为已有的历史数据，替换掉原来的流水账操作

no-appendfsync-on-rewrite：

如果 no-appendfsync-on-rewrite=yes ,不写入aof文件只写入缓存，用户请求不会阻塞，但是在这段时间如果宕机会丢失这段时间的缓存数据。（降低数据安全性，提高性能）

如果 no-appendfsync-on-rewrite=no, 还是会把数据往磁盘里刷，但是遇到重写操作，可能会发生阻塞。（数据安全，但是性能降低）

触发机制，什么时候重写

Redis会记录上次重写时的AOF大小，默认配置是当AOF文件大小是上次rewrite后大小的一倍且文件大于64M时触发

重写虽然可以节约大量磁盘空间，减少恢复时间。但是每次重写还是有一定的负担的，因此设定Redis要满足一定条件才会进行重写

auto-aof-rewrite-percentage：设置重写的基准值，文件达到100%时开始重写（文件是原来重写后文件的2倍时触发）

auto-aof-rewrite-min-size：设置重写的基准值，最小文件64MB。达到这个值开始重写。

重写流程

（1）bgrewriteaof触发重写，判断是否当前有bgsave或bgrewriteaof在运行，如果有，则等待该命令结束后再继续执行。

（2）主进程fork出子进程执行重写操作，保证主进程不会阻塞。

（3）子进程遍历redis内存中数据到临时文件，客户端的写请求同时写入aof_buf缓冲区和aof_rewrite_buf重写缓冲区保证原AOF文件完整以及新AOF文件生成期间的新的数据修改动作不会丢失。

（4）

     a.子进程写完新的AOF文件后，向主进程发信号，父进程更新统计信息。

     b.主进程把aof_rewrite_buf中的数据写入到新的AOF文件。

（5）使用新的AOF文件覆盖旧的AOF文件，完成AOF重写。

AOF的优缺点：

优点

• 备份机制更稳健，丢失数据概率更低。
• 可读的日志文本，通过操作AOF稳健，可以处理误操作。

缺点

• 比起RDB占用更多的磁盘空间。
• 恢复备份速度要慢。
• 每次读写都同步的话，有一定的性能压力。

RDB与AOF对比