3.Redis持久化

持久化

一、RDB

• 概念
  RDB持久化能夠在指定的時間間隔內生成數據集的時間點內存快照
• 配置
  一、save 60 10000
  二、rdbcompression yes
  三、dbfilename "dump_6379.rdb"
  四、dir "/appdata/redis/savefile"（AOF同）
• 命令

save  
    經過主進程，形成阻塞，期間不能執行任何命令
bgsave  
    fork()子進程後臺進行

• 優勢
  一、恢復速度快，但載入過程當中會令redis一直處於阻塞狀態，直到載入完成；
  二、可壓縮保存；
  三、可最大化Redis性能，父進程fork子進程完成保存操做。
• 缺點
  一、數據非實時保存，易丟失部分數據；
  二、數據集大時，fork()操做耗時且消耗cpu。

二、AOF

• 概念
  AOF 持久化記錄服務器執行的全部寫操做命令（append-only file）
• 配置

一、appendfsync    
        一、always    
        二、everysec  
        三、no（由系統決定同步頻率）  
二、appendonly yes  
三、appendfilename "appendonly.aof"  
四、auto-aof-rewrite-percentage 100  
   auto-aof-rewrite-min-size 64mb

• AOF還原過程

1. 建立一個不帶網絡鏈接的僞客戶端，由於redis的命令只能在客戶端上下文中執行；
2. 從AOF文件中分析並讀取一條寫命令；
3. 使用僞客戶端執行被讀出的寫命令；
4. 一直重複步驟2和步驟3，直到AOF文件的全部寫命令被處理完畢爲止。

• aof重寫機制

  1. AOF文件重寫並不須要對現有的AOF文件進行任何讀取、分析或者寫入操做，這個功能是經過讀取服務器當前數據庫狀態來實現的。首先從數據庫中讀取鍵如今的值，而後用一條命令去記錄鍵值對，代替以前記錄這個鍵值對的多條命令，這就是AOF重寫功能的實現原理；
  2. 同時，爲了解決重寫期間有數據寫入致使現有AOF和重寫後的AOF數據不一致的問題，Redis設置了一個AOF重寫緩衝區，Redis執行完一個命令後，它會同時將這個寫命令發送給AOF緩衝區和AOF重寫緩衝區。
  3. AOF重寫完成後，會向父進程發送一個信號，父進程將調用信號處理函數執行如下操做：
     1）將AOF重寫緩衝區的全部內容寫入新AOF文件中；
     2）對新的AOF文件更名，原子地覆蓋現有的AOF文件，完成兩個文件的替換；
     3）整個過程，只有信號處理函數執行時纔會對Redis父進程形成阻塞。
• aof重寫命令

bgrewriteaof  fork()子進程重寫aof文件

• 優勢
  一、較爲實時，默認（everysec）至多丟失一秒數據
  二、redis-check-aof --fix 可修復AOF文件
  三、文件可讀性強
  四、可進行安全的rewrite操做
• 缺點
  一、體積較大
  二、根據fsync策略，AOF可能會致使redis速度低於RDB

三、優先級

1. 優先AOF載入內存，只有關閉AOF功能時纔會載入載入RDB文件恢復數據庫；
2. BGSAVE和BGREWRITE不可同時進，BGSAVE時發起BGREWRITE,後者會阻塞，等待BGSAVE完成後再開始，BGREWRITE時發起BGSAVE，會被拒絕。

四、寫時複製(Copy-On-Write)

(1) fork()
fork會建立一個子進程,子進程的是父進程的副本。

(2) exec()
exec函數的做用就是裝載一個新的程序（可執行映像）覆蓋當前進程內存空間中的映像，從而執行不一樣的任務。如redis的子進程專門用於進行bgsave或bgrewrite操做。

(3) Copy-On-Write技術實現原理：
fork()以後，kernel把父進程中全部的內存頁的權限都設爲read-only，而後子進程的地址空間指向父進程。當父子進程都只讀內存時，相安無事。當其中某個進程寫內存時，CPU硬件檢測到內存頁是read-only的，因而觸發頁異常中斷（page-fault），陷入kernel的一箇中斷例程。中斷例程中，kernel就會把觸發的異常的頁複製一份，因而父子進程各自持有獨立的一份。

(4) Copy-On-Write優缺點？
優勢：

• COW技術可減小分配和複製大量資源時帶來的瞬間延時;
• COW技術可減小沒必要要的資源分配。好比fork進程時，並非全部的頁面都須要複製，父進程的代碼段和只讀數據段都不被容許修改，因此無需複製。

缺點：

• 若是在fork()以後，父子進程都還須要繼續進行寫操做，那麼會產生大量的分頁錯誤(頁異常中斷page-fault)，這樣就得不償失。

(5) Copy-On-Write在redis上的應用

• Redis在持久化時，若是是採用BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF的方式，那Redis會fork出一個子進程來讀取數據，從而寫到磁盤中。
• 整體來看，Redis仍是讀操做比較多。若是子進程存在期間，發生了大量的寫操做，那可能就會出現不少的分頁錯誤(頁異常中斷page-fault)，這樣就得耗費很多性能在複製上。
• 在rehash階段上，寫操做是沒法避免的。根據 BGSAVE 命令或 BGREWRITEAOF 命令是否正在執行， 服務器執行擴展操做所需的負載因子並不相同， 這是由於在執行 BGSAVE命令或 BGREWRITEAOF 命令的過程當中， Redis 須要建立當前服務器進程的子進程， 而大多數操做系統都採用寫時複製（copy-on-write）技術來優化子進程的使用效率， 因此在子進程存在期間， 服務器會提升執行擴展操做所需的負載因子， 從而儘量地避免在子進程存在期間進行哈希表擴展操做， 這能夠避免沒必要要的內存寫入操做， 最大限度地節約內存。