持久化

通常我们认为持久化为: 重启进程/重启主机之后, 数据仍然存在不丢失
把数据存储在硬盘上 – 持久
把数据存储在内存中 – 不持久

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Redis 持久化

redis 是一个内存数据库, 也就是说本身是不持久的(但是快[效率高]), 于是 Redis 提供了持久化机制 — RDB 和 AOF

二者都是对 Redis 数据的硬件备份, 区别在于
RDB 是定时备份, 二进制格式保存数据
AOF 是实时备份, 文本格式保存数据

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RDB(Redis Database)

RDB 持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程, RDB 持久化的触发过程分为 手动触发和自动触发

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RDB 触发机制

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手动触发

程序员(人) 通过 redis 客户端, 执行特定命令 (save, bgsave) 来触发快照生成.

• sava 命令: Redis 主线程停止其他工作, 进行 RDB 过程 (会对 Redis 服务器造成阻塞[单线程模型])
• bgsave 命令: Redis 进程执行 fork 操作创建子进程, 子进程负责 RDB 持久化过程, 阻塞只发生在 fork 阶段, 不涉及长时间的阻塞 .

bgsave 命令的运行流程

1. 执行 bgsave 命令, Redis 父进程会判定其他子进程是否正在执行 (RDB/AOF 子进程), 如果存在则直接返回
2. 父进程 fork 一个子进程, fork 过程父进程阻塞
3. 父进程 fork 完子进程后, bgsave 命令返回 “Background saving started” 信息, 父进程不再阻塞, 可以响应其他命令
4. 子进程创建 RDB 文件, 根据 父进程内存 生成临时快照, 完成后对原有文件进行 替换
5. RDB 文件替换完成后, 子进程 发送信号 给父进程, 通知父进程 RDB 操作完成, 父进程更新信息

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自动触发

通过程序配置的一些设定, redis 依据某些条件自动触发 RDB 持久化操作.

1. 配置文件中设置触发频率 "save m n " 对应 m 秒内数据集发生了 n 此变化, 就触发 RDB 持久化
2. 使用 shutdown 命令关闭 Redis, 会执行 RDB 持久化 (service redis-server restart 命令也会触发)
3. Redis 进行主从复制时, 主节点会生成 RDB 快照, 传输给从节点. (此时也触发 RDB 持久化)

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RDB 持久化的优缺点

• RDB 是二进制文件, 代表 Redis 在某个时刻的数据快照, 适用于备份, 全量复制等场景.
• RDB 机制 恢复数据速度远远快于 AOF 机制 (RDB 文件以二进制形式存储, AOF 文件以文本文件形式存储, 读 RDB 文件可以按照字节格式取出, 放到对应结构体/对象中, 读 AOF 文件需要进行一系列字符串切分操作 [耗时久 …])
• RDB 机制在两次生成快照之间, 实时数据可能会丢失(不正常关闭,第二次 快照生成失败)
• RDB 文件使用 特定二进制 格式保存, 不同版本兼容性有风险

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AOF (Append Only File)

AOF 机制就是把用户的 每次操作 , 都记录到一个文件中, 当 Redis 重启的时候, 会读取这个 AOF 文件的内容(一堆操作), 来恢复数据 .

术语一点的说法:
以独立日志的方式记录每次写命令, 重启时重新执行 AOF 文件中的命令以达到恢复数据的目的 .

• AOF 机制默认关闭, 可通过修改配置文件来开启
• AOF 优先级高于 RDB, 当 aof 文件和 rdb 文件同时存在时,并且两个机制都启用时, rdb 文件会失效

对 redis.conf 文件进行修改

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AOF 工作流程

1. 所有写入的命令会追加到 缓冲区 (aof_buf) 中
2. AOF 缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作
3. 随着 AOF 文件的越来越大, 定期对 AOF 文件进行重写,压缩
4. Redis 重启时, 加载 AOF 文件进行数据恢复

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AOF 缓冲区

缓冲区: AOF 机制会将用户操作/命令, 先写入到缓冲区, 积累一些后,再统一写入硬盘 AOF 文件末尾

• 写入缓冲区操作比写入硬盘操作要快
• 写入 AOF 文件末尾是顺序写入, 要比随机写入要快

缓冲区刷新频率 设置参数

aways : 命令写入缓冲区后直接刷新
everysec : 每秒由同步线程调用刷新操作
no : redis 线程不主动刷新, 由 OS 控制刷新频率

缓冲区刷新频率可通过修改配置文件中的 appendfsync 调整

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AOF 重写机制 rewrite

随着命令不断写入 AOF 文件, 文件会越来越大
于是就需要对其中内容进行整, 剔除冗余操作, 合并修改操作 …
以达到压缩文件体积的效果

AOF 重写流程

1. 执行 AOF 重写请求
2. 父进程执行 fork 创建子进程
3. 子进程重写 新AOF 文件的同时, 父进程需要往缓冲区中写入新的命令
4. 新 AOF 文件生成完毕, 子进程发送信号通知父进程
5. 父进程将缓冲区内容追加到 新的 AOF 文件中
6. 新 AOF 文件替换旧 AOF 文件
   重写完成

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混合持久化

将 RDB 机制和 AOF 机制同时应用, 同时具有二者的优势
通过在 aof文件中 配置文件中修改 aof-use-rdb-preamble yes 来设置

1. AOF: 以文本方式记录每一个请求/命令
2. RDB: 重写时以 RDB 二进制格式重写