Redis--持久化机制详解-编程知识

什么是redis持久化？

Redis持久化是将内存的数据持久化到磁盘上，防止Redis宕机或者断点的时候内存中的数据丢失，把内存中的数据写入到磁盘的过程叫持久化。

Redis持久化的方式？

RDB（Redis DataBase）：在指定时间间隔内将内存中的数据以快照的方式写入到磁盘上，Redis默认的持久化方式。
AOF（Append Of File）：以日志的形势记录每个写命令、删除命令。
混合持久化：混合持久化并不是一种全新的持久化方式，它只是同时使用了RDB和AOF两种模式，是Redis 4.0版本开启的功能，通过aof-use-rdb-preamble配置参数开启，yes表示开启，no表示禁用，默认禁用。

RDB持久化详解：

RDB持久化流程：

客户端触发或者自动执行bagesave命令。
主进程判断是否存在正在执行的子进程，存在返回。
不存在的话fork一个子进程进行持久化数据，fork过程中是阻塞的，fork操作完成后，主进程即可执行其他操作。
子进程先将数据写入临时rdb文件中，数据写入完成后替换旧的rdb文件，同时通知主进程RDB持久化完成。

RDB持久化的优缺点：
优点：

文件紧凑，全量备份，适合数据备份和灾难恢复。
生成RDB文件时，redis主进程会fork()一个子进程来保存工作，主进程不需要进行任何IO操作。
RDB在恢复大数据集时速度比AOF的恢复速度要快。

缺点：

因为RDB需要保存整个数据集，所以不是一个轻松的操作，因此一般不会设置太短时间，因此一段发生故障停机，会丢失几分钟的数据。
如果数据集过大的情况下，所fork子进程在协助完成持久化时，所可能导致服务器停止几百毫秒，所甚至几秒钟。

AOF持久化流程：
AOF文件只记录写命令，不记录读命令，当服务端接收到写命令后，redis会将命令写入到aof缓冲区中，只所以写入缓冲区而不直接写入到文件中，是因为每次直接将命令写入文件中，那redis的性能将完全取决于硬盘的读写能力，影响redis性能。

AOF工作流程图：
在这里插入图片描述

AOF三种同步策略：

always（总是）：每次执行了写入或删除的命令写入缓冲区后，就调用系统fsync将redis执行的命令写入aof文件中，fsync操作完成后主线程返回。
no：命令写入缓冲区后，调用操作系统的write操作，Redis不主动将命令同步到aof文件中，同步动作由操作系统来负责，一般是30秒一次。
everysec：命令写入缓冲区后，调用操作系统的write操作，write操作完成之后，有专门的线程每秒执行fsync操作。

AOF持久化的优缺点：
优点：

AOF持久化几乎不丢失数据，最多丢失一秒的数据。
AOF机制采用的是append模式，因此即使在写入过程发生宕机，也不会破坏日志文件中已经存在的内容，如果本次操作只写入了一半就出现了系统宕机，redis下一次重启的时候，可以通过redis-check-aof来解决数据一致性问题。
如果日志文件过大，redis可以自动启用rewriter机制，redis以append模式不断的将修改数据写入到磁盘中，同时会创建一个新的文件记录此期间有哪些命令被修改，在rewriter期间可以更好的保证数据安全性。
AOF包含一个格式清晰易于理解的日志文件，也可以通过该文件完成数据重建。

缺点：

对于相同的数据集来说，AOF的文件体积一般大于RDB文件的体积。
对redis性能有一定的损耗。
相对RDB持久化的方式的数据恢复速度，AOF持久化的方式数据恢复速度会更慢一些。

AOF rewrite重写机制是什么意思？
AOF 重写是为了缩小aof文件，AOF持久化模式是不断的记录Redis写入、删除命令到文件中，随着命令的越来越多，文件会越来越大，aof重写会把过程操作过程去掉，把多个命令合并成一个命令，这样就缩小了AOF文件。

AOF rewrite作用：

使aof文件变的更小，占用更少的磁盘空间。
aof文件编的更小后，在数据恢复的时候会更快。

AOF rewrite流程图：
在这里插入图片描述

AOF 重写规则？

进程内已经过期的数据不再写入文件。
只保存最终的写入命令，如set a 1,set a 2,set a 3,此时只保留set a 3。
多条写命令合并为一条命令，如lpush list 1,lpush list 2,lpush list 3，合并为lpush list 1,2,3，同时为了防止单条命令过大，对于list set zset hash 等以64个元素为界限拆分为多条命令。

什么是混合持久化？
混合持久化是redis4.0版本添加的新功能，通过aof-use-rdb-preamble配置参数开启，yes表示开启，no表示禁用，默认禁用，混合持久化体现在aofrewrite时，先写一份全量RDB数据到aof文件中，后续AOF重写缓冲区里的数据继续追加到该文件中，因为开启了混合持久化后，appendonly.aof文件开头是RDB格式，后续是AOF格式。
使用混合持久化后，Redis在重启数据恢复时候，会先加载RDB的内容，然后再执行AOF日志就可以完全替代之前的AOF全量文件执行，重启数据恢复的速度得到大大提升。

Redis进行持久化的时候会阻塞主线程吗？
fork子进程过程是阻塞的，fork过程就是创建一个主进程的副本，创建的子进程除了进程id，其余任何内容和主进程完全一致，这就是fork，fork的子进程独立于主进程存在，虽然两个进程内存空间内容完全一致，但是对于内存的写入、修改以及文件的映射都是独立的，两个进程互不影响，开启aof持久化，使用everysec同步策略时，会发生aof追加阻塞，出现aof阻塞的原因是磁盘负载过高，redis主进程会监控同步线程每次她同步aof缓冲区到aof文件的消耗时间，如果距离上次同步成功时间在2S内，那么主线程就会返回，如果超过2S，redis主进程会阻塞，直到同步完成，不管是RDB还是AOF持久化，都会使用fork创建一个子进程来处理，fork出来的子进程不会阻塞主进程，但是fork的过程还是会阻塞主进程，一般来说主进程内存越大，需要复制的空间内存叶也比较大，fork所需的时间也会长，redis阻塞的时间越长。

本文偏概念、偏面试八股，但学习理解了不管是对工作还是对面试都是有一定的帮助。
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