redis 是如何作持久化的

Redis 是一個鍵值對數據庫服務器。基於內存存儲數據，它常被用作緩存數據庫，用來替代 memcached。官網：https://redis.io/

什麼是持久化？

持久化，指將數據存儲到可永久保存的設備中。
例如，將內存中的數據存儲到可永久保存的硬盤中。

爲何須要持久化？

1. Redis 基於內存存儲，內存掉電後數據會丟失
2. 內存比硬盤貴得多，因此須要將一些不能丟失的數據持久化到硬盤上

甚至，一些特別重要的數據，是須要存到 MySQL 的。
Redis 自己有持久化，爲何還要寫進 mysql 呢？：https://www.v2ex.com/t/219551

如何作持久化？

Redis 提供了四種持久化方式：

1. RDB（Redis database|Snapshoting）
2. AOF（Append-Only file）
3. VM（虛擬內存）被淘汰了
4. Diskstore 不瞭解

此次主要說的是 RDB 和 AOF 兩種持久化方式。

RDB 持久化

RDB：Redis database 的簡稱。一看這個，你就應該能猜到，這是 Redis 的默認持久化方式。

RDB 中持久化生成的是一個通過壓縮的二進制文件。

RDB 持久化時機：

1. 在客戶端執行 SAVE 或者 BGSAVE
2. 根據配置規則自動快照（稍後會講到）
3. 執行 FLUSHALL 命令
4. 執行復制（replication）

RDB 持久化步驟：

1. fork 複製出一個父進程的副本子進程
2. 子進程將內存中的數據寫入到硬盤中的臨時文件
3. 將臨時文件替換舊的 rdb 文件

自動間隔保存（配置規則）：

save 900 1     # 每900秒檢查一次，若是有1條數據修改了，那麼執行 rdb
save 300 10    # 每300秒檢查一次，若是有10條數據修改了，那麼執行 rdb
save 60 10000  # 每60秒檢查一次，若是有10000條數據修改了，那麼執行 rdb

RDB 文件還原

服務器啓動時，會直接載入 RDB 文件。
可是若是 AOF 文件存在，則會載入 AOF 文件。AOF 文件載入過程會在後文中描述

AOF 持久化

AOF 是 Append Only File 的簡稱。

AOF 經過保存客戶端傳過來的寫命令來記錄數據庫的狀態。
如：

$3（後面是 \r\n）
SET
$3
msg
$1
5
$3
SET
$3
msg
$1
3

AOF 持久化的時機

須要在配置文件中加入：

appendonly yes

AOF 持久化的步驟

主進程進行如文章末尾所示的三個步驟：

1. 命令追加
2. 文件寫入
3. 文件同步

AOF 重寫的時機

1. 配置：

# 當前 AOF 文件超過上次重寫時的 AOF 文件大小的百分之多少時再次進行重寫
# 若是以前沒有衝寫過，則以啓動時的 AOF 文件大小爲依據。
auto-aof-rewrite-percentage 100
# 容許重寫的最小值
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

1. 主動執行 BGREWRITEAOF 命令觸發 AOF 重寫。

AOF 重寫步驟

若是是在客戶端直接執行 REWRITEAOF ，會阻塞服務，直到重寫完成，將新的 AOF 文件覆蓋舊的文件。這種方式通常不會考慮。

BGREWRITEAOF 命令的執行過程如文末圖片所示：

1. 父進程寫入 AOF 緩衝區和 AOF 重寫緩衝區
2. 子進程執行 AOF 重寫，完成以後發送信號給父進程
3. 父進程收到信號將 AOF 重寫緩衝區的內容寫入到新的 AOF 文件中，而且覆蓋原有的 AOF 文件

AOF 重寫是將多條命令用一條命令代替。
如上面代碼所示，存儲一個 msg 使用了兩條命令。通過 AOF 文件重寫以後，就會變成以下所示，大大減小了使用的存儲空間：

$3
SET
$3
msg
$1

AOF 文件還原

AOF 文件還原的步驟以下：

1. 建立一個僞客戶端（fake client）
2. 從 AOF 文件中分析並讀取一條寫命令
3. 使用僞客戶端執行寫命令
4. 一直重複步驟 2 和 3

AOF 寫入與重寫過程圖：

參考

《Redis入門指南》 《Redis設計與實現》