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1、简介

Redis支持RDB和AOF两种持久化机制，持久化是为了避免因进程退出导致的数据丢失的问题。当下次重启时，利用之前持久化的文件，就可以实现数据的恢复工作。

2、RDB

RDB持久化就是把当前进程的数据生成快照保存到硬盘中。

RDB持久化触发方式分为手动触发和自动触发两种。

2.1 触发机制

手动触发有两种方式，分别是save命令和bgsave命令。

• save

  执行save命令进行持久化时，会阻塞当前Redis服务，直到RDB持久化过程结束，对内存比较大的实例会造成长时间的阻塞，不建议使用

• bgsvae

  执行bgsave命令，会在当前进程中执行fork操作，创建子进程，RDB持久化在子进程中完成，完成后进程自动结束，阻塞只发生在fork操作时，时间会很短。

显然，bgsave命令优化了save命令，解决了save命令带来的阻塞风险，因此Redis底层所有涉及到RDB的操作，都使用bgsave命令完成，而save命令已经废弃。

2.2 流程说明

1）执行bgsave命令，Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程，如果存在，bgsave命令直接返回。

2）父进程执行fork操作，创建子进程，fork过程中父进程会阻塞，通过info stats命令可以查看latest_fork_usec选项，获取最近一个fork操作的耗时，单位是微秒

3）fork完成后，bgsave命令返回"Background saving started"信息，并释放父进程，这时Redis可以继续执行其他命令。

4）子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有的RDB文件进行替换。执行lastsave命令，可以得到最后一次生成RDB文件的时间。

5）子进程发送完成通知给父进程，父进程更新统计信息。

2.3 RDB文件处理

• 保存

  RDB文件保存到dir配置的指定目录中，文件名通过dbfilename配置指定，可以通过config set dir {new Dir} 和config set dbfilename {new Filename}命令动态修改配置，当下次运行时，RDB文件自动保存到新的目录中。

• 压缩

  Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件进行压缩，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启，可以通过参数config set rdbcompression {yes|no}动态修改。

• 校验

  如果Redis加载损坏的RDB文件时，会拒绝启动，并打印如下日志：

  # Short read or OOM loading DB, Unrecoverable error,aborting now

2.4 RDB的优缺点

优点：

• RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，是Redis在某个时间点上的数据快照，非常适用于备份，全量复制等场景。比如定期使用bgsave备份，并把RDB文件复制到远程机器中，用于灾难恢复
• Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF方式。

缺点：

• RDB无法做到实时持久化/秒级持久化，因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子线程，属于重量级操作，频繁操作成本太高
• RDB文件使用特定二进制格式保存，不同版本的Redis，RDB文件格式不尽相同，存在老版本无法兼容新版本的RDB文件的问题。

3、AOF

AOP（append only file）持久化：以独立日志的方式记录每次命令，重启时在重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。

AOF的主要作用是解决数据持久化的实时性，目前已经是Redis持久化的主流方式。

3.1 使用AOF

Redis默认不开启AOF，开启功能需要添加配置：appendonly yes .AOF文件名通过appendfilename配置设置，默认文件名为appendonly.aof。保存路径和RDB持久化方式一致，通过dir配置指定。

AOF的工作流程操作为：命令写入（append）、文件同步（sync）、文件重写（rewrite）、重启加载（load）。

具体流程如下：

1）所有的写入命令都会追加到aof_buf（缓冲区）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文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的。

4）当Redis服务器重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复。

3.2写入命令

AOF命令写入的内容直接是文本协议格式。

3.3文件同步

Redis提供了多种AOF缓冲区同步文件的策略，由参数appendfsync控制，具体策略如下：

• always：命令写入aof_buf后，调用系统fsync操作，同步到AOF文件，fsync完成后线程返回。
• 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负责，每秒调用一次。
• no：命令写入aof_buf后，调用系统write操作，不对AOF文件做fsync同步，同步硬盘操作由操作系统负责，通常同步周期最长30秒

3.4 重写机制

随着命令不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题，Redis引入了AOF重写机制压缩文件的体积。AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到新AOF文件的过程。

重写后AOF文件变小的原因：

1）进程内已经超时的数据不再写入文件

2）旧的AOF中含有的无效命令，如：del key,hkey key等，重写使用进程内数据直接生成，这样新的AOF文件只保留最终数据的写入命令。

3）多条写命令可以合并为一个，如：lpush list a、lpush list b、lpush list c可以转化为 lpush list a b c，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等类型的操作，以64个元素为界，拆分为多条。

AOF重写降低了文件的占用空间，此外，另一个目的是因为更小的AOF文件能够更快的被redis加载。

AOF重写过程可以手动触发和自动触发两种方式。

• 手动触发：直接调用bgrewriteraof命令
• 自动触发：根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机。
  • auto-aof-rewrite-min-size：表示运行AOF重写时文件最小体积，默认64M
  • auto-aof-rewrite-percentage：表示当前AOF文件空间（aof_current_size）和上一次重写AOF文件空间（aof_base_size）的比值。

3.5重启加载

AOF和RDB文件都可以用于服务器重启时的数据恢复，Redis持久化文件加载流程如下：

流程说明：

1）AOF持久化开启并且存在AOF文件时，优先加载AOF文件

2）AOF关闭或者AOF文件不存在时，加载RDB文件。

3）加载AOF/RDB文件成功后，Redis启动成功

4）AOF/RDB文件存在错误时，redis启动失败并打印错误日志。

3.6文件校验

加载损坏的AOF文件时，Redis会拒绝启动。对于损坏的文件，应先进行备份，然后使用redis-check-aof --fix命令进行修复，修复后使用diff -u对比数据差异，找出丢失数据。

AOF文件可能存在结尾不完整的情况，比如机器突然断电。为了解决这种情况，Redis提供了aof-load-truncated配置来兼容这种情况，默认是开启的，当遇到这种问题时，Redis会忽略并继续启动，同时打印警告日志。