Redis-第五章 持久化
Redis支持两种持久化机制RDB和AOF,持久化功能有效避免退出造成的数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。
一 RDB机制
RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程，触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。
1 触发机制
手动触发分别对应save和bgsave命令。
- save命令：阻塞当前redis服务器，知道RDB过程完成为止，对于内存比较大的实例会造成长时间阻塞，线上环境不建议使用；
- bgsave命令：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。
显然bgsave命令是对save阻塞问题的优化。因此redis内部所有涉及RDB操作都采用bgsave方式，而save命令已经废弃。
除了执行命令手动触发之外，redis内部还存在自动触发RDB的持久化机制，例如一下场景：
- 使用save相关配置，如”save m n“。表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave；
- 如果从节点执行全量复制操作，主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点；
- 执行debug reload命令重新加载Redis，也会自动触发save操作；
- 默认情况下执行shutdown命令时，如果没有开启AOF持久化功能则自动执行bgsave。
2 流程说明
3 RDB文件的处理
保存：RDB文件保存在dir配置指定的目录下，文件名通过dbfilename配置指定。可以通过执行config set dir {newDir} 和config set dbfilename {newFileName}运行期动态执行，当下次运行时RDB文件会保存到新目录。
压缩：Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件做压缩处理，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启。可以通过参数config set rdbcompression {yes|no}动态修改。
校验：如果Redis加载损坏的RDB文件时拒绝启动，并打印如下日志：
这时可以采用Redis提供的redis-check-dump工具检测RDB文件并获取对应的错误报告。
4 RDB的优缺点
优点：
- 它是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点的数据快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份，并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中(如hdfs)，用于灾难恢复；
- Redis加载RDB恢复数据远远快与AOF的方式。
缺点：
- RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本高；
- RDB文件使用特定二进制格式保存，redis版本演进过程中有多个格式的rdb版本，存在老版本redis服务无法兼容新版rdb格式的问题。
二 AOF机制
AOF（append only file）持久化：以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性，。
1 使用AOF
开启AOF功能需要配置appendonly yes，默认不开启。AOF文件名通过appendfilename配置设置，默认文件名是appendonly.aof。保存路径同RDB持久化方式一致，通过dir配置指定。AOF的工作流程操作：命令写入、文件同步、文件重写、重启加载。
2 命令写入
AOF命令写入的内容采用的是文本协议格式。
为什么使用文本协议格式？
- 文本协议有很好的兼容性；
- 开启AOF后，所有写入命令都包含追加操作，直接采用协议格式，避免了二次处理开销；
- 文本协议具有可读性，方便直接修改和处理。
AOF为什么要把命令追加到aof_buf中？
redis使用单线程响应命令，如果每次写AOF文件命令都直接追加到硬盘，那么性能完全取决于当前硬盘负载。先写入缓冲区aof_buf中，还有另一个好虎，redis可以提供多种缓冲区同步硬盘的策略，在性能和安全性方面做出平衡。
3 文件同步
redis提供了多种AOF缓冲区同步文件策略，由参数appendfsync控制，不同值的含义如下：
- always：命令写入aof_buf后调用系统fsync操作同步到AOF文件，fsync完成后线程返回；
- everysec：命令写入aof_buf后调用系统write操作，write完成后线程返回。fsync同步文件操作有专门线程每秒调用一次；
- no：命令写入aof_buf后调用系统write操作，不对AOF文件做fsync同步，同步硬盘由操作系统负责，通常同步周期最长30s。
系统调用write和fsync说明：
- write操作会触发延迟写（delayed write）机制。linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘IO性能。write操作在写入系统缓冲区后直接返回。同步硬盘操作依赖于系统调度机制，例如：缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。同步文件之前，如果此时系统故障宕机，缓冲区内数据将丢失；
- fsync针对单个文件操作，做强制硬盘同步，fsync将阻塞直接写入硬盘完成后返回，保证了数据持久化。
除了write、fsync，linux还提供了sync和fdatasync操作。