【Redis】浅谈持久化-RDB&AOF
Hi,大家好，我是抢老婆酸奶的小肥仔。
上一篇我们浅谈了下《浅谈Redis的发布(Push)和订阅(sub)》，详情参见：juejin.cn/post/723317…
下面我们来看看redis的持久化。
redis的数据一般保存在内存中，如果在操作过程中突然断电或服务死掉，那么其保存的数据将会丢失，因此我们需要将redis中的数据进行持久化，将其保存到硬盘中。
redis实现数据持久化提供了两种方式：RDB和AOF
1、RDB
RDB即Redis DataBase，即在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘（Snapshot快照），恢复时是将快照文件直接读到内存中。RDB持久化后生成的文件的扩展名是.rdb，是一种存储二进制的文件。
1.1 持久化流程
持久化流程图：
1、bgsave通知父线程需要进行RDB备份
2、父进程检查当前redis是否存在正在执行的rdb/aof，如果存在则直接返回，不存在则fork子进程进行rdb持久化。
3、不存在正在执行的rdb/aof，父线程fork出一个子线程进行持久化，该子线程会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结束后，再用这个临时文件替换上次就持久化好的文件。
4、子进程将数据写入新的RDB文件中，并将新的RDB文件替换旧的RDB文件
5、子进程完成RDB快照后，通知父进程关闭子进程（自己理解）
1.2 常用RDB配置
RDB所有的配置都存在于redis.conf中。
dbfilename dump.rdb：修改rdb备份文件名称，默认：dump.rdb。dir ./：rdb文件保存的文件目录，默认：./表示执行redis-server命令启动redis时所在的目录。stop-writes-on-bgsave-error：当磁盘满时，是否关闭redis的写操作。默认：yesrdbcompression：rdb备份是否开启压缩。默认：yes，采用LZF算法进行压缩，会消耗CPU资源rdbchecksum：是否检查rdb备份文件的完整性，默认：yes，采用CRC64算法进行数据校验
1.3 触发RDB备份
1.3.1 自动备份
RDB提供了自动备份的触发条件，在redis.conf中配置save就可以了。
语法规则：save 秒钟 写操作次数
默认：1分钟内修改了1万次，或5分钟内需修改了10次，或1小时内修改了1次
表达式：save 60 10000 save 300 100 save 3600 1
1.3.2 手动备份
手动备份有两种触发方式：
save：save只管保存，不管其他，会导致全部阻塞（父线程也会），手动保存，不建议使用bgsave：redis异步进行快照操作，即fork出子线程进行备份，而主线程依然可以响应客户端情况。lastsave命令获取最后一次成功生成快照的时间。
1.3.3 flushall命令
执行flushall命令也会产生dump.rdb文件，但是这个rdb文件是空的，无意义。
1.4 RDB备份和恢复
1.4.1 备份
- 通过命令config get dir查找rdb文件的目录
- 将rdb文件拷贝到备份文件加下 cp dump.rdb dump2.rdb
1.4.2 恢复
- 关闭redis
- 先把备份的文件拷贝到工作目录：cp dump2.rdb dump.rdb
- 启动redis，备份数据直接加载，数据恢复
1.5 优缺点
1.5.1 优点
- 适合大规模数据恢复
- 对数据完整性和一致性要求不高更适合使用
- 节约磁盘空间，一般10kb的命令转换成rdb可能只有1kb
- 恢复速度快，不需要像aof一样一个个去执行写命令。
1.5.2 缺点
- fork时，内存数据会被克隆一份，大致2倍
- fork时使用写时拷贝技术，数据量庞大时比较耗性能
- 在一定间隔时间备份一次，如果redis意外down机，会导致最后一次快照数据丢失
2、AOF
AOF（Append Only File）：以日志的形式记录每一次写操作，将redis执行过的所有写指令记录下来，只允许追加文件但不可改写文件。数据恢复时，读取AOF的写命令一行行执行来恢复数据。
2.1 持久化流程
- 客户端的请求写命令会被append追加到AOF缓冲区
- AOF缓冲区会根据AOF持久化策略【always/everysec/no】将操作sync同步到磁盘的AOF文件
- AOF文件大小超过重写策略或手动重写时，会对AOF文件进行重写（rewrite）,压缩AOF文件容量
- redis服务器重启时，重新load加载AOF文件中的写操作达到数据恢复的目的。
2.2 AOF配置
appendony no：是否开启AOF，yes：开启，no：关闭。默认：noappendfilename "appendonly.aof"：aof文件名称，默认：appendonly.aofdir ./：aof文件所在目录，默认：./，表示执行启动命令时所在的目录，no-appendfsync-on-rewrite：重写时，不会执行appendfsync操作，该参数表示在正在进行AOF重写时不会将AOF缓冲区的数据同步到旧的AOF文件磁盘。
如果为yes：不写入aof文件，只写入缓存，用户请求不会阻塞，如果宕机，那么这段时间内的缓存数据会丢失（降低数据安全性，提高性能）。
如果为no：数据写入磁盘中，遇到重写时，可能会造成阻塞（数据安全，性能降低）
2.3 AOF和RDB同时开启，redis以谁为准？
redis系统默认取AOF的数据，原因：RDB会丢失最后一次备份的数据，导致数据不完整，而AOF不会存在这种问题，即：AOF的数据完整，不会丢失数据。
2.4 数据恢复
- 正常恢复
1.1 修改默认配置：appendonly no 为 yes
1.2 将备份数据aof拷贝到对应目录（config get fir）
1.3 重启redis服务
- 异常恢复
2.1 修改默认配置：appendonly no 为 yes
2.2 如aof文件损坏：通过/usr/local/bin/redis-check-aof --fix appendonly.aof进行修复
2.2 将备份数据aof拷贝到对应目录（config get fir）
2.3 重启redis服务
2.5 AOF同步频率
redis将写操作追加到aof文件中，多久执行一次追加，redis提供了appendfsync进行设置：
appendfsync always：每次写入立即同步，这样会导致redis的吞吐量大大降低，违背了redis设计初衷，不推荐使用。
appendfsync everysec：每秒同步，每秒记录日志一次，如果宕机，也只会丢失1s的数据，更新的命令会放在AOF的缓冲区，每秒在从缓冲区将命令追加到AOF文件，redis默认采用的同步频率。
appendfsync no：不主动同步，即同步交由操作系统，操作系统同步的周期不固定，最长会有30s间隔，这样出现故障时丢失数据较多。
2.6 AOF文件重写
Redis AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化成写命令同步到新AOF文件的过程，重写之后的AOF文件会比旧的AOF文件占更小体积，原因：
- 进程内已超时的数据不在写入文件
- 旧的aof文件含有无效命令，而重写后aof文件只保留最终数据的写入命令
- 多条写命令合并成一条命令，例如： lpush list a、lpush list b、lpush list c可以转化为：lpush list a b c
重写后的aof占用更小的空间，节约了磁盘空间，恢复数据时，aof加载时间更短。
AOF重写分【手动触发】和【自动触发】
2.6.1 重写流程
手动触发：即执行命令：bgrewirteaof
自动触发：在redis.conf修改配置
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
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，默认100%。
auto-aof-rewrite-min-size：表示运行AOF重写时AOF文件最小体积，默认：64MB,即AOF文件最小为64MB才有可能触发重写。
流程：
- 手动执行bgrewriteaof命令或自动触发重写，判断当前是否有bgfsave或bgrewriteaof在运行，如果有，则等待命令结束后再继续执行。
- 主进程fork出子线程进行重写操作，保证主进程不会阻塞
- 子进程遍历redis内的数据到临时文件，客户端写请求同时写入aof_buf缓冲区和aof_rewrite_buf重写缓冲区保证原AOF文件完整性以及新AOF文件生成期间的新的数据写操作不会丢失
- 子进程写完新的AOF后，向主进程发送信号，父进程更新统计信息
- 主进程把aof_rewrite_buf中的数据写入新的AOF文件
- 使用新的AOF文件替换旧的AOF文件，完成AOF重写
2.7 优缺点
2.7.1 优点
- 备份机制更全面，丢失数据概率更低
- 可读的日志文件，通过操作AOF文件，可以处理误操作
2.7.2 缺点
- 比RDB占用更多的磁盘空间
- 恢复速度较慢
- 每次写操作同步的话，会造成一定性能压力
- 存在个别bug时，造成不能恢复