Redis三种持久化方式详解

一、Redis持久性
Redis如何将数据写入磁盘
持久性是指将数据写入持久存储，如固态磁盘（SSD）。Redis提供了一系列持久性选项。其中包括：

RDB（快照）：RDB持久性以指定的时间间隔执行数据集的时间点快照。

AOF（追加写文件）：AOF持久性记录服务器接收到的每个写入操作。然后可以在服务器启动时再次回放这些操作，重建原始数据集。使用与Redis协议本身相同的格式记录命令。

无持久性：您可以完全禁用持久性。这有时在缓存时使用。

RDB+AOF：您也可以在同一实例中组合AOF和RDB。

二、RDB快照（Redis DataBase）
默认情况下，Redis会将内存数据库的快照保存在一个名为 dump.rdb的二进制文件中。

你可以配置Redis，当满足“N秒内数据集至少有M个改动”的条件时，自动保存一次数据集。

例如，以下配置会让Redis在满足“60秒内有至少1000个键被改动”的条件下自动保存一次：

save 60 1000 //要关闭RDB，只需要将所有的save保存策略注释掉即可。

此外，你还可以手动执行命令来生成RDB快照，只需要进入Redis客户端，执行save或bgsave命令，就可以生成dump.rdb文件。每次执行这些命令时，都会将Redis内存中的快照保存到一个新的RDB文件中，并覆盖原有的RDB快照文件。

2.1 bgsave的写时复制(COW)机制
Redis 通过利用操作系统提供的写时复制技术（Copy-On-Write, COW）在生成快照的同时，可以正常处理写命令。

在这里插入图片描述
当满足写快照的条件时，主线程会fork一个bgsave 子进程，这个子进程可以共享主线程的所有内存数据。
bgsave 子进程运行后，开始读取主线程的内存数据，并将其写入 RDB 文件副本。
此时，如果主线程对这些数据也都是读操作，那么，主线程和 bgsave 子进程就不会产生影响。
但是，如果主线程要修改一块数据，那么，这块数据将会被复制一份，生成该数据的副本。
然后，bgsave 子进程会把这个副本数据写入 RDB 文件，而在这个过程中，主线程仍然可以直接修改原来的数据。

save与bgsave对比：
在这里插入图片描述
配置自动生成rdb文件后台使用的是bgsave方式。

2.2 RDB方式存在的问题
RDB是满足了配置的条件才会进行持久化操作的，但是不能更改为每一秒都进行改动就写快照，因为RDB记录的是整个内存数据，这样会严重影响性能。

如果在未满足生成快照的条件之前，Redis就宕机了，就会导致数据丢失。

三、AOF（append-only file）
快照功能并不是非常耐久（durable）：如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机，那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。

从 1.1 版本开始， Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式： AOF 持久化，将修改的每一条指令追加写进文件 appendonly.aof 中(先写入os cache，每隔一段时间fsync到磁盘)

比如执行命令“set zhuge 666”，aof文件里会记录如下数据

*3
$3
set
$5
zhuge
$3
666

这是一种 resp 协议格式数据，星号后面的数字代表命令有多少个参数，$号后面的数字代表这个参数有几个字符

注意：如果执行带过期时间的set命令，aof文件里记录的是并不是执行的原始命令，而是记录key过期的时间戳

比如执行“set tuling 888 ex 1000”，对应aof文件里记录如下

*3
$3
set
$6
tuling
$3
888
*3
$9
PEXPIREAT
$6
tuling
$13
1604249786301

你可以通过修改配置文件来打开 AOF 功能：

appendonly yes

开启后，每当 Redis 执行一个改变数据集的命令时（比如 SET），这个命令就会被追加到 AOF 文件的末尾。
这样的话，当 Redis 重新启动时，程序就可以通过重新执行 AOF 文件中的命令来达到重建数据集的目的。
3.1 配置 Redis 数据 fsync 到磁盘
有三个选项：

appendfsync always：每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync ，非常慢，也非常安全。
appendfsync everysec：每秒 fsync 一次，足够快，并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据。
appendfsync no：从不 fsync ，将数据交给操作系统来处理。更快，也更不安全的选择。

推荐（并且也是默认）的措施为每秒 fsync 一次，这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。

3.2 AOF重写
AOF文件里可能有太多没用指令，所以AOF会定期根据内存的最新数据生成aof文件

例如，执行了如下几条命令：

127.0.0.1:6379> incr readcount
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr readcount
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr readcount
(integer) 3
127.0.0.1:6379> incr readcount
(integer) 4
127.0.0.1:6379> incr readcount
(integer) 5

重写后AOF文件里变成