引言
Redis是一款基于内存的键值对数据结构存储系统，Redis基于内存且常用来缓存关系型数据库中的数据，但不代表着Redis不能进行持久化，本篇文章将深入浅出的说明Redis基于RDB和AOF的持久化方式
Redis支持两种持久化方式，RDB（Redis Database ）是基于快照的方式，在服务端初始化时根据快照RDB文件进行数据恢复，而AOF（Append Of File）是记录命令的方式，在服务端初始化时使用AOF伪客户端通过AOF文件依次发送命令，服务端来执行以此来恢复数据
RDB
RDB文件格式
RDB文件是二进制数据，格式主要分为数据内容和其他信息
databases字段包含多个数据库的数据，其中selectdb 0用于切换数据库，key_value_pairs用于保存数据类型（type），键值对数据(key,value)，如果是过期数据则会有记录到期时间（expiretime ms）
其他数据包括REDIS用于该文件是否为RDB文件、db_version表示版本号、EOF在databases字段后表示数据内容结束、check_sum用于校验RDB文件是否损坏
RDB原理
使用save命令主进程生成RDB文件，造成对主进程的阻塞，所以不会使用这种命令
使用bgsave命令fork子进程进行持久化，子进程通过遍历数据库读取数据文件写入RDB文件，在此期间父进程可能接收写操作，写操作时使用Copy on write技术
Copy On Write：父进程fork子进程时，是将父子进程共享数据，共享数据是只读的，当要发生写操作时会触发中断，并将页数据复制生成副本给予子进程；COW有效避免了创建子进程时复制父进程数据，而是直接共享父进程数据，当发生写操作时发生中断生成副本给子进程，如果写操作太多也可能导致频繁生成副本
在实际情况中，我们也不会手动执行bgsave，而是在配置文件中进行配置，当满足条件时执行bgsave
配置save 60 10000 服务端会维护 修改累计次数和上次RDB时间 数据，定期检查如果满足60s有1W次写操作就自动执行bgsave，生成RDB文件后更新这俩个数据
注意：为了禁止RDB开销过大，会禁止同时生成RDB、AOF文件
RDB恢复数据
当服务端启动时，自动判断RDB文件是否存在，存在则使用RDB文件恢复数据，注意RDB文件要在Redis启动目录
将Redis服务进程杀死后重启，数据自动恢复
AOF
AOF默认是不开启的，在配置文件中使用yes启动，启动AOF代表着优先使用AOF而不是RDB
#默认不开启aof模式 appendonly no #持久化文件名字 appendfilename "appendonly.aof"
AOF文件格式
AOF文件存储序列化后的写命令
#*5表示该命令有5个字符 $5表示字符串长度 #命令为：RPUSH setresult tom-result cc-result jack-result *5 $5 RPUSH $9 setresult $10 tom-result $9 cc-result $11 jack-result
AOF原理
bgrewriteaof命令也是使用COW，fork子进程来遍历数据库记录序列化的写命令，在此期间父进程处理写命令后将写命令加入AOF缓冲区，再子进程完成AOF文件后整合AOF缓冲区中的写命令
实际也不会手动使用bgrewriteaof来生成AOF文件，根据配置文件中配置的策略来决定每次写操作
在事件循环中执行写命令会将写命令放入AOF缓冲区，在本次事件循环结束前将AOF缓冲区写入文件系统中（page cache），根据不同的策略有不同的时机刷盘（page cache的数据写入磁盘）
默认下使用everysec 每秒刷盘策略，如果发生宕机只会丢失一秒的数据，大多数情况下也使用的是这种策略
使用always 将会每次执行写命令进行刷盘，虽然不会丢失数据，但性能开销最大
使用no 将不会处理，将刷盘的时机交给OS处理，这也是性能最高的策略
如果业务不允许数据丢失则可以选择always策略；如果只是用Redis充当缓存，保存的数据库中都有，追求性能则可以选择no ；如果用Redis保存库中没有的数据且允许一秒丢失可以选择默认的everysec策略
#每次修改都会同步，消耗性能 #appendfsync always #每秒同步一次，可能丢失这一秒的数据 appendfsync everysec #不同步，这时操作系统自己同步数据，速度最快 #appendfsync no no-appendfsync-on-rewrite no #自动执行AOF重写时，当前AOF大小(即aof_current_size)和上一次重写时AOF大小(aof_base_size)的比值 auto-aof-rewrite-percentage 100 #执行AOF重写时，文件的最小体积，默认值为64MB auto-aof-rewrite-min-size 64mb
AOF重写
AOF文件记录序列化后的写命令，体积占用比快照RDB文件大的多，但记录很多写记录时会导致体积非常大
写命令可能存在对键值对进行“覆盖”的操作
#命令1 set name caicai #命令2 set name cl ... #命令n set name liangzai
对于以上的键name来说，最终的值为liangzai，但是没有作用的命令1、2也记录在AOF文件中
当AOF体积与上次重写文件体积超过设置的比例时，对AOF文件进行重写“瘦身”压缩，也就是去除类似命令1、2这种命令
#自动执行AOF重写时，当前AOF大小(即aof_current_size)和上一次重写时AOF大小(aof_base_size)的比值 auto-aof-rewrite-percentage 100 #执行AOF重写时，文件的最小体积，默认值为64MB auto-aof-rewrite-min-size 64mb
AOF恢复数据
当配置文件中开启AOF时就不再使用RDB恢复数据，RDB与AOF只能开启一种
在服务端启动时，使用AOF伪客户端发送命令给服务端，将AOF文件中的命令都执行一遍
需要注意的是AOF文件被恶意修改时，再启动redis客户端是无效的
使用redis-check-aof --fix 要修复的文件来进行修复，修复后会丢失被破坏的数据（假如我在appendonly.aof文件中修改了某个key，那就没有这个key的数据）
[root@liang bin]# redis-check-aof --fix appendonly.aof 0x 30: Expected \r\n, got: 3131 AOF analyzed: size=238, ok_up_to=23, diff=215 This will shrink the AOF from 238 bytes, with 215 bytes, to 23 bytes Continue? [y/N]: y Successfully truncated AOF
总结
本篇文章围绕Redis的持久化，深入浅出的解析了RDB文件格式、执行原理、COW、恢复数据以及AOF文件格式、执行原理、重写、恢复数据等
RDB文件是默认情况下使用的持久化策略，常在配置文件中配置自动生成RDB的规则，在生成RDB时使用fork子进程与COW避免阻塞，是一种体积小恢复快的快照文件，但会丢失最后一次生成RDB文件后的写命令
COW让fork出的子进程不用复制资源，而是与父进程共享资源，当处理读操作时共享资源，只有感知到写操作时，发生页中断，将页中数据复制生成一份副本给子进程（父子进程都持有一份）
开启AOF持久化后优先使用AOF持久化，父进程处理写命令后将命令放入AOF缓冲区再放入文件系统pagecache中，根据不同刷盘策略有不同刷盘时机（默认每秒，no不管OS处理，always每次刷盘），文件中记录序列化后的写命令，体积太大时会执行AOF重做，恢复数据时由伪客户端发送AOF文件中所有命令，是一种体积大，恢复慢的文件，根据不同刷盘策略有不同的数据丢失量和性能损耗（成反比）
最后
- 参考资料
- 《Redis深度历险》
- 《Redis设计与实现》
