前提概要
为什么Redis需要持久化
Redis是一个内存数据库，内存级的IO，数据保存在内存中，但是我们都知道内存的数据变化是很快的，所以需要对数据持久化，否则丢数据。幸好Redis还为我们提供了持久化的机制，分别是 RDB(Redis DataBase) 和 AOF(Append Only File)。
🚄 Redis持久化的方式
🚄 快照(snapshot)
- 这不仅仅针对于Redis，快照的概念是全量的，比如游戏存档，RDB是Redis的快照，按照时间点的，但是时间点间隔大容易丢数据，好处是恢复速度快。记录了当时时间点所有全量的数据状态。
🚄 日志(log)
- AOF是Redis日志，日志是线性，追加的，记录命令执行状态的，伴随Redis命令不断执行，Redis的日志会越来越大，但是因为记录所有redis操作所以数据恢复很全，但是因为日志是线性的，记录的是执行命令的文本，这样恢复数据也是重新执行一遍，比较慢。
Redis默认开启的是RDB，因为Redis快是其追求，而且Redis场景大多数也是缓存。所以持久化也是Redis必要的，因为如果数据没有，请求会透传Redis把MySQL压死。
🚄 日志的实现方式：
- （append fsync always）Redis接受修改的操作，内存变现后开始堵塞，调io写入磁盘，返回成功，这样一个链式调用保证每一条命令不会丢失。
- （append fsync no）Redis只把增删改的操作变化的刷给内核，而我们都知道程序给内核的数据不是立刻写入磁盘的。达到一定量级才批量写入(pagecache)。
- （append fsync everysec）折中的方案是每秒钟刷一下，每秒控制丢失的量相对于第一种加时间限制。日志都是追加的，会越来越大，这样不行。Redis4.x后在开启AOF日志时，把删除抵消指令这件事变成全部删除，生成RDB再把该时间点RDB拼入日志，形成混合日志方案。
下面针对这两种方式来介绍一下。
🚄 持久化流程
Redis的数据可以保存在磁盘上，要有下面五个过程：
- 客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)。
- 数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)。
- 服务端调用write和save进行系统调用，数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)。
- 操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)。
- 磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。
这5个过程是在理想条件下一个正常的保存流程，但是在大多数情况下，我们的机器等等都会有各种各样的故障，这里划分了两种情况：
- Redis数据库发生故障，只要在上面的第三步执行完毕，那么就可以持久化保存，剩下的两步由操作系统替我们完成。
- 操作系统发生故障，必须上面5步都完成才可以。
- 这里只考虑了保存的过程可能发生的故障，其实保存的数据也有可能发生损坏，需要一定的恢复机制，不过在这里就不再延伸了。
- 现在主要考虑的是redis如何来实现上面5个保存磁盘的步骤。它提供了两种策略机制，也就是RDB和AOF。
🚄 RDB机制
🚄 自动触发
- RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢，你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。
- RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。也是默认的持久化方式，这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中，默认的文件名为dump.rdb。
- 在我们安装了redis之后，所有的配置都是在redis.conf文件中，里面保存了RDB和AOF两种持久化机制的各种配置。
- 既然RDB机制是通过把某个时刻的所有数据生成一个快照来保存，那么就应该有一种触发机制，是实现这个过程。对于RDB来说，提供了三种机制：save、bgsave、自动化。
save触发方式
该命令会阻塞当前Redis服务器，执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。
具体流程如下：
执行完成时候如果存在老的RDB文件，就把新的替代掉旧的。
bgsave触发方式
执行该命令时，Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。具体流程如下：
具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。基本上Redis内部所有的RDB操作都是采用bgsave命令。
🚄 自动触发
自动触发是由配置文件来完成的。在redis.conf配置文件中，里面有如下配置，我们可以去设置：
- save：这里是用来配置触发 Redis的 RDB 持久化条件，也就是什么时候将内存中的数据保存到硬盘。比如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave。
默认如下配置：
不需要持久化，那么你可以注释掉所有的 save 行来停用保存功能。
#表示900 秒内如果至少有 1 个 key 的值变化，则保存 save 900 1 #表示300 秒内如果至少有 10 个 key 的值变化，则保存 save 300 10 #表示60 秒内如果至少有 10000 个 key 的值变化，则保存 save 60 10000 复制代码
- stop-writes-on-bgsave-error ：默认值为yes。
- 当启用了RDB且最后一次后台保存数据失败，Redis是否停止接收数据。这会让用户意识到数据没有正确持久化到磁盘上，否则没有人会注意到灾难（disaster）发生了。
- 如果Redis重启了，那么又可以重新开始接收数据了
- rdbcompression ；默认值是yes。对于存储到磁盘中的快照，可以设置是否进行压缩存储。
- rdbchecksum ：默认值是yes。在存储快照后，我们还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验，但是这样做会增加大约10%的性能消耗，如果希望获取到最大的性能提升，可以关闭此功能。
- dbfilename ：设置快照的文件名，默认是 dump.rdb
- dir：设置快照文件的存放路径，这个配置项一定是个目录，而不能是文件名。
🚄 RDB的优势和劣势
✔️ 优势
- 更加完整：RDB文件紧凑，全量备份，非常适合用于进行备份和灾难恢复。
- 可以异步刷盘：生成RDB文件的时候，redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘IO操作。
- 快速恢复：RDB在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
- 占用的空间较为少
❎ 劣势
- RDB快照是一次全量备份，存储的是内存数据的二进制序列化形式，存储上非常紧凑。
当进行快照持久化时，会开启一个子进程专门负责快照持久化，子进程会拥有父进程的内存数据，父进程修改内存子进程不会反应出来，所以在快照持久化期间修改的数据不会被保存，可能丢失数据(指令传播会二次解决此问题，就是临时采用压缩赋值缓存区或者写缓存区去存储期间修改的数据)。
- 因为备份间隔时间过大，所以数据完整性和一致性稍微会差很多。
- 因为fork出一个子进程去处理数据，故此会更加损耗资源以及CPU的负担。
🚄 AOF机制
全量备份总是耗时的，有时候我们提供一种更加高效的方式AOF，工作机制很简单，redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。通俗的理解就是日志记录。
🚄 持久化原理
他的原理看下面这张图：
每当有一个写命令过来时，就直接保存在我们的AOF文件中。
🚄 文件重写原理
AOF的方式也同时带来了另一个问题，持久化文件会变的越来越大，为了压缩AOF的持久化文件。
- Redis提供了bgrewriteaof命令。将内存中的数据以命令的方式保存到临时文件中，同时会fork出一条新进程来将文件重写。
- Redis Bgrewriteaof 命令. Redis Bgrewriteaof 命令用于异步执行一个 AOF（AppendOnly File） 文件重写操作。. 重写会创建一个当前 AOF 文件的体积优化版本。. 即使 Bgrewriteaof执行失败，也不会有任何数据丢失，因为旧的 AOF 文件在 Bgrewriteaof 成功之前不会被修改。. 注意： 从 Redis 2.4 开始， AOF重写由Redis自行触发， BGREWRITEAOF仅仅用于手动触发重写操作。.
重写AOF文件的操作，并没有读取旧的AOF文件，而是将整个内存中的数据库内容用命令的方式重写了一个新的AOF文件，这点和快照有点类似。
🚄 AOF也有三种触发机制
- 每修改同步always：同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 性能较差但数据完整性比较好
- 每秒同步everysec：异步操作，每秒记录 如果一秒内宕机，有数据丢失
- 不同no：从不同步
🚄 优点
- AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据。
- AOF日志文件没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，文件不容易破损。
- AOF日志文件即使过大的时候，出现后台重写操作，也不会影响客户端的读写。
- AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如某人不小心用flushall命令清空了所有数据，只要这个时候后台rewrite还没有发生，那么就可以立即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删了，然后再将该AOF文件放回去，就可以通过恢复机制，自动恢复所有数据
🚄 缺点
- 对于同一份数据来说，AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大
- AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件，当然，每秒一次fsync，性能也还是很高的
- 以前AOF发生过bug，就是通过AOF记录的日志，进行数据恢复的时候，没有恢复一模一样的数据出来。
🚄 RDB和AOF到底该如何选择
选择的话，两者加一起才更好。因为两个持久化机制你明白了，剩下的就是看自己的需求了，需求不同选择的也不一定，但是通常都是结合使用。有一张图可供总结：
