图解Redis，谈谈Redis的持久化，RDB快照与AOF日志

Posted 2023-03-13 哪吒

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了图解Redis，谈谈Redis的持久化，RDB快照与AOF日志相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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大家好，我是哪吒。

上一篇分享了2023年再不会Redis，就要被淘汰了，完成了Redis的初体验。

今天分享一下Redis的持久化、事务、管道相关的知识点，实现快速入门，丰富个人简历，提高面试level，给自己增加一点谈资，秒变面试小达人，BAT不是梦。

Redis是一个键值对数据库，服务器中通常包含着任意个非空数据库，而每个非空数据库中又可以包含任意个键值对，我们将是服务器中的非空数据库以及它们的键值对统称为数据库状态。

Redis是内存数据库，它将数据存储在内存中，如果不能将内存中的数据持久化到磁盘中，Redis突然宕机，会导致数据丢失。

为了解决这个问题，Redis提供了RDB持久化功能，RDB持久化会将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘中，避免数据意外丢失。

一、RDB持久化

RDB，英文全称Redis DataBase，在指定的时间间隔，将内存中的数据写入磁盘，待恢复时再将磁盘中的数据写入内存。

1、自动触发

redis.conf配置文件中，save <seconds> <changes>，比如 save 60 20，在60秒内修改20次就自动触发RDB备份。

2、手动触发

通过save和bgsave手动触发RDB备份。

save，在主程序中执行会阻塞当前Redis服务器，直到RDB持久化完成，也就是说save持久化期间，Redis就不能用了，禁止使用。
bgsave，不阻塞当前Redis服务器，Redis会fork一个子进程，异步进行快照操作。

禁用快照：redis-cli config set save ""。

3、设置保存条件

服务器程序会根据save选项所设置的保存条件，设置服务器状态redisServer结构的saveparams属性。

dirty计数器记录距离上次成功执行save命令后，服务器对数据状态进行了多少次修改。

lastsave属性是一个UNIX时间戳，记录了服务器上一次成功执行save命令的时间。

struct redisServer 

	// 记录了保存条件的数组
	struct saveparam *saveparams;
	
	// 修改计数器
	long dirty;
	
	// 上一次执行保存的时间
	time_t lastsave;

属性是一个数组，数组中的每个元素都是一个saveparam结构，每个saveparam结构都保存了一个save选项设置的保存条件。

struct saveparams 

	// 秒数
	time_t seconds;
	// 修改数
	int changes;

以上就是Redis服务器根据save选项所设置的保存条件，自动执行bgsave命令，进行间隔性数据保存的实现原理。

4、加解密

RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成RDB文件时的数据库状态。

5、RDB持久化优缺点

（1）优点

适合大规模的数据备份、恢复；
可以定时备份；
对数据一致性、完整性要求不高的场景可以使用；
RDB文件在内存中的加载速度要比AOF块；

（2）缺点

因为是定时备份，如果Redis宕机的话，会丢失一部分数据；
因为是数据的全量同步，如果数据量过大，会产生大量IO，严重影响服务器性能；
RDB持久化时，会fork一个子进程，如果数据过大，可能会导致服务器的瞬间延迟；fork的时候内存中的数据会被克隆一份，是否会造成内存溢出，值得考虑；

6、哪些情况会触发RDB持久化？

redis.conf中的定时配置；
手动执行save、bgsave命令；
执行flushall、flushdb命令，产生的.rdb文件是空的；
执行shutdown命令，且没有设置AOF持久化；
主动复制时，主节点自动触发；

注意：save和bgsave不能同时执行，如果bgsave命令正在执行，那么客户端发送的save命令会被拒绝执行，服务器禁止save和bgsave同时执行是为了避免父进程和子进程同时执行两个rdbSave调用，防止产生竞争条件。

创建RDB文件的实际工作是由rdb.c/rdbSave函数完成，save和bgsave会以不同的方式调用这个函数。

二、AOF持久化

AOF，Append Only File，以日志的方式记录每一个操作命令，只追加不修改，Redis启动时会读取该文件，重新执行一遍之前的写操作命令，达到恢复数据的效果。

默认不开启，需要更改为appendonly yes，开启AOF快照功能。

1、AOF持久化过程

在执行Redis命令时，Redis会将这些命令放入AOF缓存中，AOF缓存是位于内存中的一个区域，AOF缓存中的命令达到一定数量后，批量写入磁盘，避免频繁的磁盘IO操作；
根据AOF缓冲区同步文件的三种写回策略，将命令写到磁盘的AOF文件中；
随着写入AOF内容的增加，会根据规则进行命令的合并，起到压缩AOF文件的效果；
当Redis重启时，会根据AOF文件，依此执行命令，恢复内存数据；

很多人会问，如果加入到AOF缓存的数据还没写入磁盘，此时服务器宕机了，数据不会产生丢失吗？

系统提供了fsync和fdatasync两个同步函数，他们可以强制操作系统立即将缓存区中的数据写入到磁盘里，确保写入数据的完整性。