大家好，我是小羽。

Redis 的讀寫都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，所以它的性能高。而當(dāng)我們的服務(wù)器斷開或者重啟的時候，數(shù)據(jù)就會消失，那么我們該怎么解決這個問題呢？

其實(shí) Redis 已經(jīng)為我們提供了一種持久化的機(jī)制，分別是 RDB 和 AOF 兩種方式，接下來跟著我一起看看這兩個錦囊都是怎么保證數(shù)據(jù)的持久化的。

持久化

由于 Redis 是基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫，所以當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障的時候，我們的數(shù)據(jù)就得不到安全保障。

這個時候就需要將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲到磁盤中，當(dāng)我們服務(wù)器重啟時，便可以通過磁盤來恢復(fù)數(shù)據(jù)，這個過程就叫做 Redis 持久化。

RDB

簡介

RDB全稱Redis Database Backup file（Redis數(shù)據(jù)備份文件），也可以稱為Redis數(shù)據(jù)快照。

• RDB 文件是一個經(jīng)過壓縮的二進(jìn)制文件（默認(rèn)：dump.rdb）；

• RDB 文件保存在硬盤里；

• 通過保存數(shù)據(jù)庫中的鍵值對來記錄數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。

創(chuàng)建

當(dāng) Redis 持久化時，程序會將當(dāng)前內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)保存到磁盤中。

創(chuàng)建 RDB 文件主要有兩個 Redis 命令：SAVE 和 BGSAVE。

SAVE

同步操作，執(zhí)行命令時，會阻塞 Redis 服務(wù)器進(jìn)程，拒絕客戶端發(fā)送的命令請求。

代碼示例：

def?SAVE():
????#?創(chuàng)建?RDB?文件
????rdbSave()

圖示：

BGSAVE

異步操作，執(zhí)行命令時，子進(jìn)程執(zhí)行保存工作，服務(wù)器還可以繼續(xù)讓主線程處理客戶端發(fā)送的命令請求。

代碼示例：

def?BGSAVE():
????#?創(chuàng)建子進(jìn)程
????pid?=?fork()

????if?pid?==?0:
????????#?子進(jìn)程負(fù)責(zé)創(chuàng)建?RDB?文件
????????rdbSave()
????????#?完成之后向父進(jìn)程發(fā)送信號
????????signal_parent()
????elif?pid?>?0:
????????#?父進(jìn)程繼續(xù)處理命令請求，并通過輪訓(xùn)等待子進(jìn)程的信號
????????handle_request_and_wait_signal()
????else:
????????handle_fork_error()

圖示：

載入

載入工作在服務(wù)器啟動時自動執(zhí)行。

服務(wù)器在載入 RDB 文件期間，會一直處于阻塞狀態(tài)，直到載入工作完成為止。

主要設(shè)置

Redis 允許用戶通過設(shè)置服務(wù)器配置的 save 選項(xiàng)，讓服務(wù)器每隔一段時間自動執(zhí)行一次 BGSAVE 命令。

設(shè)置保存條件

提供配置如下：

save?900?1
save?300?10

在這種情況下，只要滿足以下條件中的一個，BGSAVE 命令就會被執(zhí)行：

• 服務(wù)器在 900 秒之內(nèi)，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了至少 1 次修改了；

• 服務(wù)器在 300 秒之內(nèi)，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了至少 10 次修改。

saveparams

服務(wù)器程序會根據(jù) save 選項(xiàng)所設(shè)置的保存條件，設(shè)置服務(wù)器狀態(tài) redisServer 結(jié)構(gòu)的 saveparams 屬性。

• saveparams 屬性是一個數(shù)組；

• 數(shù)組中的每一個元素都是一個 saveparam 結(jié)構(gòu)；

• 每個 saveparam 結(jié)構(gòu)都保存了一個 save 選項(xiàng)設(shè)置的保存條件。

struct?saveparam?{
????//?秒數(shù)
????time_t?seconds;
????//?修改數(shù)
????int?changes;
}

dirty

dirty 計數(shù)器記錄距離上一次成功執(zhí)行 SAVE 命令或 BGSAVE 命令之后，服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)進(jìn)行了多少次修改（包括寫入、刪除、更新等操作）。

lastsave

是一個 UNINX 時間戳，記錄了服務(wù)器上一次成功執(zhí)行 SAVE 命令或者 BGSAVE 命令的時間。

檢查保存條件是否滿足

服務(wù)器周期性操作函數(shù) serverCron （該函數(shù)對正在運(yùn)行的服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)）默認(rèn)每隔 100 毫秒就會執(zhí)行一次，其中一項(xiàng)工作就是檢查 save 選項(xiàng)所設(shè)置的保存條件是否已經(jīng)滿足，滿足的話就執(zhí)行 BGSAVE 命令。

代碼示例：

def?serverCron():
????#?....
????#?遍歷所有保存條件
????for?saveparam?in?server.saveparams:
????????#?計算距離上次執(zhí)行保存操作有多少秒
????????save_interval?=?unixtime_now()?-?server.lastsave

????????#?如果數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的修改次數(shù)超過條件所設(shè)置的次數(shù)
????????#?如果距離上次保存的時間超過條件所設(shè)置的時間
????????if?server.dirty?>=?saveparam.changes?and?save_interval?>?saveparam.seconds:
????????????BGSAVE()

默認(rèn)配置

RDB 文件默認(rèn)的配置如下：

################################?SNAPSHOTTING??################################
#
#?Save?the?DB?on?disk:
#在給定的秒數(shù)和給定的對數(shù)據(jù)庫的寫操作數(shù)下，自動持久化操作。
#???save?<seconds>?<changes>
#?
save?900?1
save?300?10
save?60?10000

#bgsave發(fā)生錯誤時是否停止寫入，一般為yes
stop-writes-on-bgsave-error?yes

#持久化時是否使用LZF壓縮字符串對象?
rdbcompression?yes

#是否對rdb文件進(jìn)行校驗(yàn)和檢驗(yàn)，通常為yes
rdbchecksum?yes

#?RDB持久化文件名
dbfilename?dump.rdb

#持久化文件存儲目錄
dir?./

AOF

簡介

AOF全稱為 Append Only File（追加日志文件）。日志是寫后日志，Redis 是先執(zhí)行命令，把數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，然后才記錄日志。

• 通過保存 Redis 服務(wù)器所執(zhí)行的寫命令來記錄數(shù)據(jù)庫狀態(tài)；

• 寫入 AOF 文件的所有命令都是以 Redis 的命令請求協(xié)議格式保存的。

實(shí)現(xiàn)

AOF 持久化流程實(shí)現(xiàn)主要是通過以下流程來實(shí)現(xiàn)的：

命令追加

若 AOF 持久化功能處于打開狀態(tài)，服務(wù)器在執(zhí)行完一個命令后，會以協(xié)議格式將被執(zhí)行的寫命令追加到服務(wù)器狀態(tài)的 aof_buf 緩沖區(qū)的末尾。

文件同步

服務(wù)器每次結(jié)束一個事件循環(huán)之前，都會調(diào)用 flushAppendOnlyFile 函數(shù)，這個函數(shù)會考慮是否需要將 aof_buf 緩沖區(qū)中的內(nèi)容寫入和保存到 AOF 文件里。

flushAppendOnlyFile 函數(shù)執(zhí)行以下流程：

• WRITE：根據(jù)條件，將 aof_buf 中的緩存寫入到 AOF 文件；

• SAVE：根據(jù)條件，調(diào)用 fsync 或 fdatasync 函數(shù)，將 AOF 文件保存到磁盤中。

這個函數(shù)是由服務(wù)器配置的 appendfsync 的三個值：always、everysec、no 來影響的，也被稱為三種策略。

Always

每條命令都會 fsync 到硬盤中，這樣 redis 的寫入數(shù)據(jù)就不會丟失。

everysec

每秒都會刷新緩沖區(qū)到硬盤中(默認(rèn)值)。

no

根據(jù)當(dāng)前操作系統(tǒng)的規(guī)則決定什么時候刷新到硬盤中，不需要我們來考慮。

數(shù)據(jù)加載

1. 創(chuàng)建一個不帶網(wǎng)絡(luò)連接的偽客戶端；

2. 從 AOF 文件中分析并讀取出一條寫命令；

3. 使用偽客戶端執(zhí)行被讀出的寫命令；

4. 一直執(zhí)行步驟 2 和 3，直到 AOF 文件中的所有寫命令都被處理完畢為止。

文件重寫

為何需要文件重寫：

• 為了解決 AOF 文件體積膨脹的問題；

• 通過重寫創(chuàng)建一個新的 AOF 文件來替代現(xiàn)有的 AOF 文件，新的 AOF 文件不會包含任何浪費(fèi)空間的冗余命令。

實(shí)現(xiàn)

文件重寫的實(shí)現(xiàn)原理：

• 不需要對現(xiàn)有的 AOF 文件進(jìn)行任何操作；

• 從數(shù)據(jù)庫中直接讀取鍵現(xiàn)在的值；

• 用一條命令記錄鍵值對，從而代替之前記錄這個鍵值對的多條命令。

后臺重寫

為不阻塞父進(jìn)程，Redis 將 AOF 重寫程序放到子進(jìn)程里執(zhí)行。

在子進(jìn)程執(zhí)行 AOF 重寫期間，服務(wù)器進(jìn)程需要執(zhí)行三個流程：

1. 執(zhí)行客戶端發(fā)來的命令；

2. 將執(zhí)行后的寫命令追加到 AOF 緩沖區(qū)；

3. 將執(zhí)行后的寫命令追加到 AOF 重寫緩沖區(qū)。

默認(rèn)配置

AOF 文件默認(rèn)的配置如下：

##############################?APPEND?ONLY?MODE?###############################

#開啟AOF持久化方式
appendonly?no

#AOF持久化文件名
appendfilename?"appendonly.aof"
#每秒把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)fsync到磁盤
appendfsync?everysec
#?appendfsync?no
#是否在執(zhí)行重寫時不同步數(shù)據(jù)到AOF文件
no-appendfsync-on-rewrite?no

#?觸發(fā)AOF文件執(zhí)行重寫的增長率
auto-aof-rewrite-percentage?100
#觸發(fā)AOF文件執(zhí)行重寫的最小size
auto-aof-rewrite-min-size?64mb

#redis在恢復(fù)時，會忽略最后一條可能存在問題的指令
aof-load-truncated?yes

#是否打開混合開關(guān)
aof-use-rdb-preamble?yes

總結(jié)

通過以上的簡介，想必大家都對 Redis 持久化有了大致的了解，那么這兩種方式，我們該如何選擇呢？

• 對于大中型的應(yīng)用，我們既想保證數(shù)據(jù)完整性又想保證高效率，就應(yīng)該結(jié)合使用 RDB 和 AOF 兩種方式；

• 如果只是需要保證數(shù)據(jù)的完整性，保護(hù)數(shù)據(jù)不會丟失，那么優(yōu)先使用 AOF 方式；

• 如果是處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)恢復(fù)，追求更高更快的效率的話，優(yōu)先使用 RDB 方式。

也可以參照下圖進(jìn)行選擇：