Redis 学习笔记（三）- 持久化

前面两篇文章介绍了Redis 的基本数据结构和Redis 的一些小功能，本片文章我们来来看Redis 的持久化。
Redis 的数据全部在内存里，如果突然宕机，数据就会全部丢失，因此必须有一种机制来保证 Redis 的数据不会因为故障而丢失，这种机制就是 Redis 的持久化。

Redis 持久化方式

RDB 持久化是将当前进程的数据生成快照写入磁盘的过程

触发机制
- 手动触发: 命令行输入 bgsave
- 自动触发
  - 在 redis.conf 文件中试用save配置，如 save m n, 表示 m 秒内存了 n 次修改时，自动触发bgsave
  - 默认情况下关闭(杀掉) Redis 进程，没有开启 AOF 持久化，会自动触发bgsave
流程说明
- 1）执行 bgsave 命令，Redis 父进程判断当前是否存在正在执行的子进程（如：RDB／AOF 子进程），如果存在则直接返回
- 2）父进程执行 fork 操作创建子进程，fork 操作过程中父进程会被阻塞。（通过info stats 命令的latest_fork_uses 选项，可以获取最近一次fork操作的耗时，单位为微秒）
- 3）父进程 fork 完成后，bgsave 命令返回“Background saving started”信息后不再阻塞父进程。
- 4）子进程创建 RDB 文件，根据父进程内存数据生成临时快照文件，完成后对原文件进行原子替换。
- 5）进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息（info Persistence 可查看）
优点：
- RDB 是一个紧凑压缩的二进制文件，体积小。很适合用于备份、传输。
- Redis 加载 RDB 恢复数据的速度远远快于 AOF 的方式。
缺点：
- RDB 方式数据没办法做到秒级持久化，因为bgsave每次运行都要fork创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本高。
- RDB 文件使用特定二进制格式保存，会存在老版本 Redis 服务器无法兼容新版本RDB格式的问题。

AOF 持久化：以独立日志的方式记录每次写命令。

工作流程
命令写入
文件同步
- Redis 提供多种AOF缓存区同步文件策略，由参数 appendfsync 控制。
- always 每次写入都 fsync 到硬盘
- no 根据操作系统每次 fysnc 到硬盘
- everysec 每秒 fysnc 一次到硬盘，默认配置
重写机制
AOF 重写降低了文件的占有空间，同时更小的 AOF 文件可以更快被Redis 加载
- 手动触发：命令行调用bgrewriteaof
- 自动触发：根据auto-aof-rewrite-min-size 和auto-aof-rewrite-percentage参数配置触发
  - auto-aof-rewrite-min-size 表示运行 AOF 重写时文件最小体积
  - auto-aof-rewrite-percentage 代表当前文件空间和上一次重写后文件空间的比值。
  - 自动触发时机 = aof_current_size > auto-aof-rewrite-min-size && (aof_current_size-aof_base_size)/aof_base_size>=auto-aof-rewrite-percentage
重启载入
Redis 持久化文件加载流程如下：

Redis 4.0 添加了新的持久化方式–混合持久化。混合持久化混合就是结合 RDB 持久化和 AOF 持久化混合写入 AOF 文件。

设置：Redis 4 默认是关闭混合持久化的，可以通过 config set 设置配置参数aof-use-rdb-preamble
- config get aof-use-rdb-preamble 获取混合持久化状态（yes 开启，no 关闭）
- config set aof-use-rdb-preamble yes
- redis.conf 中是没有 aof-use-rdb-preamble 配置的, 可以添加到其中，这样就不用每次重启后重新设置了
工作流程
- 主进程 fork 出子进程先将共享的内存副本全量的以RDB方式写入AOF文件
- 然后在将重写缓冲区的增量命令以AOF方式写入到文件
- 写入完成后通知主进程更新统计信息，并将新的含有RDB格式和AOF格式的AOF文件替换旧的的AOF文件。也就是说新的AOF 文件前部分是RDB格式，后部分是AOF格式。

fork 操作
重写时，必不可少的是执行fork操作创建子进程，对于大多数操作系统来说fork是个重量及操作。如何改善fork操作的耗时那，可以从以下几个方面：
- 优先使用物理机
- 控制Redis 实例的最大内存
- 降低fork 操作的频率
AOF 追加阻塞
- 当开启 AOF 持久化时，常用的同步硬盘策略是everysec，用于平衡性能和数据安全性。对于这种方式，Redis 使用另一条线程每秒执行fysnc同步数据到硬盘，当系统硬盘资源繁忙是，会造成Redis主线程阻塞。