redis持久化机制

Redis持久化

持久化的功能就是为了避免进程退出，而导致内存中的数据永久丢失，需要定期将redis中的数据以某种形式从内存保存到硬盘；那么就可以在下次重启时通过这些持久化文件还原数据。另外，一般为了灾难备份，都会将文件拷贝到其他远程位置。

RDB持久化

触发条件

• 手动触发

  有两个命令save和bsave都可以进行手动持久化。

  他们之间的区别在于：
  save命令会阻塞redis服务器进程，知道RDB文件创建完毕为止，缺点在于此阶段将不能处理任何命令请求；
  bsave顾名思义就是backgroud save的意思，即后台备份，bsave会从主线程fork一个子线程（fork进程的时候依然会阻塞服务器，但时间相比直接save短了很多），由子线程来进行创建RDB文件，主线程则继续处理请求。

• 自动触发

  自动触发需要在配置文件中配置save m n，其含义为当在m秒内发生了n此变化时，将会触发bsave；如save 100 10：当在100秒内发生了10此变化时，将会触发bsave。

• 其他触发
  在主从复制的场景下，当从节点执行全量复制操作，那么主节点将会执行bsave，并将RDB文件发送给从节点。
  另外执行shutdown命令时，也会执行RDB持久化。

bsave的执行流程

• redis父进程首先判断当前是否正在执行save，bsave或者bgrewriteaof，如果是，那么则直接返回。
• 父进程fork创建子进程，此过程父进程是阻塞的，不响应其他命令
• fork完成后子进程创建RDB文件，根据父进程内存快照生成临时快照文件，完成后对原有的RDB文件进行原子替换。
• 子进程发送完成信号给父进程，父进程更新save信息。
  

RDB文件的加载

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。

AOF持久化

AOF相比于RDB不同的是，RDB是存数据快照，而AOF则是存写命令；当redis重启后可以执行AOF文件中的写命令来回复数据，与RDB相比，AOF的实时性更好，已成为主流的持久化方案。

redis默认开启RDB，关闭AOF；如果需要开启AOF，请在配置文件中加上：
appendonly yes

执行流程

因为AOF模式需要记录redis的每条写命令，所以开启后不存在手动触发模式；

1. 命令追加（append）
redis首先将写命令追加到缓冲区aof_buf，不直接写入文件

2. 文件写入（write）和文件同步（sync）
为了提高文件写入效率，在现代操作系统中，当用户调用write函数将数据写入文件时，操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里，当缓冲区被填满或超过了指定时限后，才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率，但也带来了安全问题：如果计算机停机，内存缓冲区中的数据会丢失；因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数，可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里，从而确保数据的安全性。

AOF缓存区的同步文件策略由参数appendfsync控制，各个值的含义如下：

• 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，严重降低了Redis的性能；缓冲区似有若无。
• 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。
• 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. 文件重写（rewrite）
随着时间流逝，Redis服务器执行的写命令越来越多，AOF文件也会越来越大；过大的AOF文件不仅会影响服务器的正常运行，也会导致数据恢复需要的时间过长。

文件重写是指定期重写AOF文件，减小AOF文件的体积。需要注意的是，AOF重写是把 Redis进程内的数据转化为写命令，同步到新的AOF文件；不会对旧的AOF文件进行任何读取、写入操作。
文件重写之所以能够压缩AOF文件，原因在于：

• 过期的数据不再写入文件
• 无效的命令不再写入文件：如有些数据被重复设值(set mykey v1, set mykey v2)、有些数据被删除了(sadd myset v1, del myset)等等
• 多条命令可以合并为一个：如sadd myset v1, sadd myset v2, sadd myset v3可以合并为sadd myset v1 v2 v3。不过为了防止单条命令过大造成客户端缓冲区溢出，对于list、set、hash、zset类型的key，并不一定只使用一条命令；而是以某个常量为界将命令拆分为多条。

文件重写的触发：

• 手动触发：直接调用bgrewriteaof命令
• 自动触发：根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数，以及aof_current_size和aof_base_size状态确定触发时机

启动时加载

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。