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。

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：

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

*3
$3
SET
$2
readcount
$1
5

3.3 AOF自动重写频率配置

#auto-aof-rewrite-min-size 64mb //aof文件至少要达到64M才会自动重写，文件太小恢复速度本来就很快，重写的意义不大
#auto-aof-rewrite-percentage 100 //aof文件自上一次重写后文件大小增长了100%则再次触发重写

当然AOF还可以手动重写，进入redis客户端执行命令 bgrewriteaof 重写AOF

注意：AOF重写redis会fork出一个子进程去做(与bgsave命令类似)，不会对redis正常命令处理有太多影响

RDB 和 AOF ，我应该用哪一个？

redis启动时如果既有rdb文件又有aof文件则 优先选择aof文件恢复数据，因为aof一般来说数据更全一点。

四、Redis 4.0 混合持久化
重启 Redis 时，我们很少使用 RDB来恢复内存状态，因为会丢失大量数据。

我们通常使用 AOF 日志重放，但是重放 AOF 日志性能相对 RDB来说要慢很多，这样在 Redis 实例很大的情况下，启动需要花费很长的时间。

Redis 4.0 为了解决这个问题，带来了一个新的持久化选项——混合持久化。

通过如下配置可以开启混合持久化(必须先开启aof)：

#aof-use-rdb-preamble yes

如果开启了混合持久化，AOF在重写时，不再是单纯将内存数据转换为RESP命令写入AOF文件

而是将重写这一刻之前的内存做RDB快照处理，并且将RDB快照内容和增量的AOF修改内存数据的命令存在一起，都写入新的AOF文件

新的文件一开始不叫appendonly.aof，等到重写完新的AOF文件才会进行改名，覆盖原有的AOF文件，完成新旧两个AOF文件的替换。

于是在 Redis 重启的时候，可以 先加载 RDB 的内容，然后再重放增量 AOF 日志就可以完全替代之前的 AOF 全量文件重放，因此重启效率大幅得到提升。

4.1 Redis数据备份策略：
写crontab定时调度脚本，每小时都copy一份rdb或aof的备份到一个目录中去，仅仅保留最近48小时的备份

每天都保留一份当日的数据备份到一个目录中去，可以保留最近1个月的备份

每次copy备份的时候，都把太旧的备份给删了

每天晚上将当前机器上的备份复制一份到其他机器上，以防机器损坏