1、事务和锁机制
1.1、事务定义
- Redis事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
- Redis事务的主要作用就是串联多个命令防止别的命令插队。
1.2、Multi、Exec、discard
Multi命令：事务开始。- 输入的命令都会依次进入命令队列中，但不会执行，直到输入
Exec后，Redis会将之前的命令队列中的命令依次执行。 - 组队的过程中可以通过
discard来放弃组队。
案例说明
# 顺利执行的案例
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) OK
127.0.0.1:6379>
# 放弃的案例
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> discard
OK
127.0.0.1:6379> 1.3、事务中的错误处理
1. 如果其中某个命令出现了报告错误，执行时整个队列都会被取消。
代码说明
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2
(error) ERR wrong number of arguments for 'set' command
127.0.0.1:6379(TX)>
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
2. 如果执行阶段某个命令报出了错误，则只有报错的命令不会被执行，而其他的命令都会执行，不会回滚。
代码说明
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)>
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range1.4、为什么需要事务？
案例说明
- 一个请求想给金额减8000
- 一个请求想给金额减5000
- 一个请求想给金额减1000
在多线程的情况下，一个请求8000的线程、一个请求5000的线程和一个请求1000的线程可能分别读到的是10000。 然后分别对其分别执行会导致最后的总金额变为了 -4000。所以我们需要将其做成事务，让它们按序执行。
1.5、锁机制
1.5.1、悲观锁
悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。- 传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如
行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。
1.5.2、乐观锁
乐观锁(Optimistic Lock),顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。- 乐观锁适用于
多读的应用类型，这样可以提高吞吐量。Redis就是利用这种check-and-set机制实现事务的。
1.6、WATCH、UNWATCH
1.6.1、WATCH
- 在执行
multi之前，先执行watch key1 [key2],可以监视一个(或多个) key 。 - 如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。
例子说明
# 第一个连接窗口
127.0.0.1:6379> watch k1
OK
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> get k1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
# 第二个连接窗口对k1进行修改
127.0.0.1:6379> append k1 1
(integer) 3
# 第一个连接窗口执行事务
127.0.0.1:6379> watch k1
OK
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> get k1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
(nil)1.6.2、UNWATCH
- 取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
- 如果在执行 WATCH 命令之后，EXEC 命令或DISCARD 命令先被执行了的话，那么就不需要再执行UNWATCH 了。
1.7、Redis事务的特性
- 单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
- 没有隔离级别的概念：队列中的命令没有提交之前都不会实际被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行
- 不保证原子性：事务中如果有一条命令执行失败，其后的命令仍然会被执行，没有回滚
2、持久化
Redis 提供了2个不同形式的持久化方式。
- RDB
- AOF
2.1、RDB
2.1.1、RDB是什么？
在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘， 也就是行话讲的Snapshot快照，它恢复时是将快照文件直接读到内存里。
2.1.2、备份是如何执行的？
- Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到 一个临时文件中，待持久化过程都结束了，再用这个
临时文件替换上次持久化好的文件。 - 整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保了极高的性能 如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是非常敏感，那RDB方式要比AOF方式更加的高效。
- RDB的缺点是
最后一次持久化后的数据可能丢失。
2.1.3、Fork
- Fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等） 数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程
- 在Linux程序中，fork()会产生一个和父进程完全相同的子进程，但子进程在此后多会exec系统调用，出于效率考虑，Linux中引入了“写时复制技术”
- 一般情况父进程和子进程会共用同一段物理内存，只有进程空间的各段的内容要发生变化时，才会将父进程的内容复制一份给子进程。
2.1.4、相关配置
# 相关配置的配置文件名称
dbfilename dump.rdb
# 配置文件放置路径，也就是redis: /usr/local/bin
dir ./
# 快照保持策略：第一个配置的意思就是3600秒的时间间隔如果发生改变的数据超过一个那么就会将这时间内的所有数据持久到硬盘
# save 3600 1
# save 300 100
# save 60 10000
# save 和 bgsave 对比
# save ：save时只管保存，其它不管，全部阻塞。手动保存。不建议。
# bgsave：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。
# 当Redis无法写入磁盘的话，直接关掉Redis的写操作。推荐yes.
stop-writes-on-bgsave-error yes
# 对于存储到磁盘中的快照，可以设置是否进行压缩存储。如果是的话，redis会采用LZF算法进行压缩。推荐yes
rdbcompression yes
#在存储快照后，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，推荐yes
rdbchecksum yes
2.1.5、RDB的备份
- 先通过
config get dir查询rdb文件的目录 - 将*.rdb的文件拷贝到别的地方
rdb的恢复
- 关闭Redis
- 先把备份的文件拷贝到工作目录下
cp dump2.rdb dump.rdb - 启动Redis, 备份数据会直接加载
2.1.6、优点
- 适合大规模的数据恢复
- 对数据完整性和一致性要求不高更适合使用
节省磁盘空间恢复速度快
2.1.7、缺点
- 虽然Redis在fork时使用了写时拷贝技术,但是如果数据庞大时还是比较消耗性能。
- 在备份周期在一定间隔时间做一次备份，所以如果Redis意外down掉的话，就会丢失最后一次快照后的所有修改。
2.2、AOF
2.2.1、AOF是什么？
- 以日志的形式来记录每个写操作（增量保存），将Redis执行过的所有写指令记录下来(读操作不记录)， 只许追加文件但不可以改写文件，redis启动之初会读取该文件重新构建数据。
- 换言之，redis 重启的话就根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。
2.2.2、AOF持久化流程
- 客户端的请求写命令会被append追加到AOF缓冲区内；
- AOF缓冲区根据AOF持久化策略[always,everysec,no]将操作sync同步到磁盘的AOF文件中；
- AOF文件大小超过重写策略或手动重写时，会对AOF文件rewrite重写，压缩AOF文件容量；
- Redis服务重启时，会重新load加载AOF文件中的写操作达到数据恢复的目的；
2.2.3、文件名称和路径
- AOF默认情况下是不开启的。
- 可以在redis.conf中配置文件名称，默认为
appendonly.aof - AOF文件的保存路径，同RDB的路径一致。
如果AOF和RDB同时开启的话，系统默认读取AOF的数据（数据不会存在丢失）。
2.2.4、AOF恢复
1. 正常恢复
- 修改默认的appendonly no，改为yes
- 将有数据的aof文件复制一份保存到对应目录(查看目录：config get dir)
- 恢复：重启redis然后重新加载
2. 异常恢复
- 修改默认的appendonly no，改为yes
- 如遇到AOF文件损坏，通过
/usr/local/bin/redis-check-aof --fix appendonly.aof进行恢复 - 备份被写坏的AOF文件
- 恢复：重启redis，然后重新加载
2.2.5、AOF同步频率设置
# 始终同步，每次Redis的写入都会立刻记入日志；性能较差但数据完整性比较好
appendfsync always
# 每秒同步，每秒记入日志一次，如果宕机，本秒的数据可能丢失。
appendfsync everysec
# redis不主动进行同步，把同步时机交给操作系统
appendfsync no2.2.6、压缩
- 当AOF文件的大小超过所设定的阈值时，Redis就会启动AOF文件的内容压缩， 只保留可以恢复数据的最小指令集。
例如
set k1 v1
set k2 v2
# 它会被压缩为
set k1 v1 k2 v2- 如果Redis的
AOF当前大小>= base_size +base_size*100% (默认)且当前大小>=64mb(默认)的情况下，Redis会对AOF进行重写。
2.2.7、优点
- 备份机制更稳健，丢失数据概率更低。
- 可读的日志文本，通过操作AOF稳健，可以处理误操作。
2.2.8、缺点
- 比起RDB占用更多的磁盘空间。
- 恢复备份速度要慢。
- 每次读写都同步的话，有一定的性能压力。
- 存在个别Bug，造成恢复不能。
2.3、选择
- 官方推荐两个都启用。
- 如果对数据不敏感，可以选单独用RDB。
- 不建议单独用 AOF，因为可能会出现Bug。
- 如果只是做纯内存缓存，可以都不用。
