背景

redis是一个基于内存的非关系型数据库，但是当redis重启后如果没有持久化策略，那么所有的缓存数据就都失效了，所有的流量都会打到DB中，可能导致DB压力过大。所以redis需要配合持久化策略保证即使遇到故障也能在恢复后立即对外提供服务

RDB

每隔一段时间生成redis内存中数据的一份完整快照。Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件进行压缩，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启，通过config set compression {yes|no} 动态修改

触发机制

  1. save命令：阻塞当前Redis服务器，直到RDB过程完成为止，线上环境不建议使用
  2. bgsave命令：Redis进程fork一个子进程，持久化过程由子进程完成，阻塞只发生在fork子进程时

Redis-RDB.png

优点

  1. RDB会生成多个数据文件，是紧凑压缩的二进制文件，每个数据文件都代表了某一个时刻中redis的数据，这种多个数据文件的方式，非常适合做冷备，可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去，比如说Amazon的S3云服务上去，在国内可以是阿里云的ODPS分布式存储上，以预定好的备份策略来定期备份redis中的数据
  2. RDB对redis对外提供的读写服务，影响非常小，可以让redis保持高性能，因为redis主进程只需要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可

  3. 相对于AOF持久化机制来说，直接基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程，更加快速

    缺点

  4. 无法做到实时持久化（或秒级持久化）。如果想要在redis故障时，尽可能少的丢失数据，那么RDB没有AOF好。一般来说，RDB数据快照文件，都是每隔5分钟，或者更长时间生成一次，这个时候就得接受一旦redis进程宕机，那么会丢失最近5分钟的数据

  5. RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，如果数据文件特别大，可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒，或者甚至数秒

  6. RDB文件可能不同版本的Redis不兼容

    AOF

    以追加的形式将redis中的所有写命令记录到日志文件中，在redis重启的时候通过重放AOF日志文件中的写入指令来构建整个数据集。由appendonly参数控制
    Redis-AOF.png
    AOF主要分为如下几个步骤：

  7. 命令写入：采用文本协议格式写入

    1. 文本协议兼容性好
    2. 所有命令都是追加模操作，直接采用协议格式，避免二次处理开销
    3. 可读性好
  8. 文件同步：由参数appendfsync控制
    1. always：每次写入都同步到AOF文件
    2. no：由操作系统控制，同步周期不可控
    3. everysec（默认配置）：每秒同步，并记录最近一次同步时间，如果本次与最近一次时间大于2秒则阻塞

Redis-AOF追加阻塞.png

  1. 重写机制：为了应对AOF文件越来越大，Redis引入AOF重写机制压缩文件体积。可通过bgrewriteaof手动触发。也可根据auto-aof-rewrite-min-size（AOF重写时文件最小体积，默认64M）和auto-aof-rewrite-percentage（当前AOF文件空间与上一次重写后AOF文件空间的比值）参数自动确定触发时机
    1. 对于进程内已超时的记录不再写入文件
    2. 重写使用进程内数据直接生成，只保留最终数据的写入命令
    3. 合并多条命令。例如：lpush list a,，lpush list b会合并为lpush list a b

触发重写基本流程：

  1. 执行aof重写请求
  2. 父进程fork子进程
  3. 主进程fork完成后继续响应，所有命令依然写入aof_buf
  4. 线上命令写入aof_rewrite_buffer。为防止新aof文件生成时丢失fork完子进程后的数据
  5. 子进程根据内存快照，按照命令合并规则将数据分批写入aof文件，每次批量数据大小由aof-rewrite-incremental-fsync控制，默认32M
  6. 新aof文件生成后，子进程发送信号给父进程，父进程更新统计信息
  7. 父进程把aof重写缓冲区的数据写入新aof文件
  8. 使用新的aof文件替换老文件，完成aof重写

Redis-AOF重写运作流程.png

  1. 重启加载：在Redis重启时如果打开了aof则加载aof文件，如果没有加载rdb

优点

  1. 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
  2. AOF日志文件以append-only模式写入，所以没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，而且文件不容易破损，即使文件尾部破损，也很容易修复
  3. 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。因为在rewrite log的时候，会对其中的指导进行压缩，创建出一份需要恢复数据的最小日志出来。再创建新日志文件的时候，老的日志文件还是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候，再交换新老日志文件即可。

  4. 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

  5. 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

  6. 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

  7. 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。所以说，类似AOF这种较为复杂的基于命令日志/merge/回放的方式，比基于RDB每次持久化一份完整的数据快照文件的方式，更加脆弱一些，容易有bug。不过AOF就是为了避免rewrite过程导致的bug，因此每次rewrite并不是基于旧的指令日志进行merge的，而是基于当时内存中的数据进行指令的重新构建，这样健壮性会好很多

    总结

  8. 不要仅仅使用RDB，因为那样会导致你丢失很多数据

  9. 也不要仅仅使用AOF，因为那样有两个问题，第一，你通过AOF做冷备，没有RDB做冷备，来的恢复速度更快; 第二，RDB每次简单粗暴生成数据快照，更加健壮，可以避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug
  10. 综合使用AOF和RDB两种持久化机制，用AOF来保证数据不丢失，作为数据恢复的第一选择; 用RDB来做不同程度的冷备，在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候，还可以使用RDB来进行快速的数据恢复