Redis基礎：持久化

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什麼是持久化？簡單來說就是將數據放到斷電後數據不會丟失的設備中，也就是咱們一般理解的硬盤上。

首先咱們來看一下數據庫在進行寫操做時到底作了哪些事，主要有下面五個過程：

• 客戶端向服務端發送寫操做（數據在客戶端的內存中）;
• 數據庫服務端接收到寫請求的數據（數據在服務端的內存中）;
• 服務端調用write這個系統調用，將數據往磁盤上寫（數據在系統內存的緩衝區中）;
• 操做系統將緩衝區中的數據轉移到磁盤控制器上（數據在磁盤緩存中）;
• 磁盤控制器將數據寫到磁盤的物理介質中（數據真正落到磁盤上）;

Redis持久化方式分爲RDB和AOF。

RDB持久化

RDB(Redis DataBase)持久化是在指定的時間間隔內將內存中的數據集快照寫入磁盤。同時也是默認的持久化方式。

工做流程

配置

觸發方式

save m n # 表示m秒內數據集存在n次修改時，自動觸發bgsave

例如，如下能夠同時配置：

# 900秒內執行1次更新 
save 900 1 
# 300秒內執行10次更新 
save 300 10 
# 60秒內執行10000次更新 
save 60 10000

rdb文件存放目錄

# 指定本地數據庫文件名，通常採用默認的dump.rdb 
dbfilename dump.rdb 
# 備份文件存放目錄，通常也用默認配置 
dir ./

開啓數據壓縮

配置存儲至本地數據庫時是否壓縮數據，默認爲yes。Redis採用LZF壓縮方式，但佔用了一點CPU的時間。若關閉該選項，但會致使數據庫文件變的巨大。建議開啓。

rdbcompression yes

AOF持久化

AOF(Append only file)持久化是以獨立日誌的方式記錄每次命令，重啓時再從新執行AOF文件中的命令達到恢復數據的目的。

AOF的主要做用是解決了數據持久化的實時性。

AOF直接採用文本協議格式(兼容性好)，開啓AOF後，全部寫入命令都包含追加操做，直接採用文本協議格式，避免了二次處理開銷。

工做流程

AOF的工做流程操做：命令寫入(append)、文件同步(sync)、文件重寫(rewrite)、重啓加載(load)。

流程以下：

1. 全部的寫入命令會追加到aof_buf（緩衝區）中；
2. AOF緩衝區根據對應的策略向硬盤作同步操做；
3. 隨着AOF文件愈來愈大， 須要按期對AOF文件進行重寫， 達到壓縮的目的；
4. 當Redis服務器重啓時， 能夠加載AOF文件進行數據恢復；

開啓AOF

默認不開啓，啓用AOF持久化方式

appendonly yes 
# AOF文件名稱 
appendfilename "appendonly.aof" 
# 備份文件存放路徑，同RDB 
dir ./ 
# 同步頻率 
appendfsync everysec

appendfsync同步頻率配置參考：

• always：命令寫入aof_buf後調用fsync操做同步到AOF文件，fsync完成後線程返回，每一個 Redis 命令都要同步寫入硬盤，這樣會嚴重下降 Redis 的性能。
• everysec：命令寫入aof_buf後調用系統write操做，write完成後線程返回。fsync同步文件操做由專門線程每秒調用一次。每秒執行一次同步，顯式地將多個寫命令同步到硬盤。
• no：命令寫入aof_buf後調用系統write操做，不對AOF文件作fsync同步，同步硬盤操做由操做系統負責，一般週期周長30秒。操做系統同步AOF文件的週期不可控，會加大每次同步硬盤的數據量，數據安全性沒法保證。

重寫機制

隨着命令不斷寫入AOF，文件會愈來愈大，爲了解決這個問題，Redis引入AOF重寫機制壓縮文件體積。AOF文件重寫是把Redis進程內的數據轉化爲寫命令同步到新AOF文件的過程。

重寫後的AOF文件爲何能夠變小？有以下緣由：

• 進程內已經超時的數據再也不寫入文件。
• 舊的AOF文件含有無效命令，如del key1、hdel key2、srem keys、set a1111、set a222等。重寫使用進程內數據直接生成，這樣新的AOF文件只保留最終的數據寫入命令。
• 多條寫命令能夠合併爲一個，如：lpuh list a、lpush list b、lpush list c能夠轉化爲：lpush list a b c。爲了防止單條命令過大形成客戶端緩衝區溢出，對於list、set、hash、zset等類型操做，以64個元素爲界拆分爲多條。

AOF重寫不只下降了文件佔用空間，並且更小的AOF文件能夠更快地被Redis加載。

觸發方式：

• 手動觸發：直接調用bgrewriteaof命令；
• 自動觸發：根據auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage參數肯定自動觸發時機；

auto-aof-rewrite-min-size：表示運行AOF重寫時文件最小體積，默認爲64MB。

auto-aof-rewrite-percentage：表明當前AOF文件空間(aof_current_size)和上一次重寫後AOF文件空間(aof_base_size)的比值。

自動觸發時機=aof_current_size>auto-aof-rewrite-minsize&&（aof_current_size-aof_base_size） /aof_base_size>=auto-aof-rewritepercentage

流程說明：

• AOF持久化開啓且存在AOF文件時， 優先加載AOF文件， 打印以下

日誌：

* DB loaded from append only file: 5.841 seconds

• AOF關閉或者AOF文件不存在時， 加載RDB文件， 打印以下日誌：

* DB loaded from disk: 5.586 seconds

• 加載AOF/RDB文件成功後， Redis啓動成功。
• AOF/RDB文件存在錯誤時， Redis啓動失敗並打印錯誤信息。

RDB-AOF混合持久化

因爲RDB持久化和AOF持久化都有各自的優缺點，所以在很長一段時間裏，如何選擇合適的持久化方式成了不少Redis用戶面臨的一個難題。爲了解決這個問題，Redis從4.0版本開始引入RDB-AOF混合持久化模式，這種模式是基於AOF持久化模式構建而來的。