Redis 用作数据库

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Redis 用作数据库一、持久化之RDB1、时点性2、RDB配置3、优缺点RDB的优点RDB的缺点 二、持久化之AOF1、AOF配置2、优缺点AOF 优点AOF 缺点

Redis 用作缓存，其特点之一就是数据可以丢，只需要保证其响应急速，性能较高！

但是如果把 Redis 做数据库：数据绝对不能丢的，所以除了保证其速度之外，还必须保证其持久性，数据一定不可以丢失

而我们知道 Redis 处于内存，内存数据掉电易失！所以如果想要使用 Redis 作为数据库，必须要保证其持久性

只要是存储层，为了保证数据安全，都会有如下两个通用的功能：

快照/副本：记录某一时刻数据库中所有的正确数据状况。可以保存在本地主机，也可以拷贝到另一台远程主机，一旦出现断电，甚至服务器瘫痪，也可以根据快照恢复某一时刻的正常数据日志：用户发生增删改的时候，所有的操作都会记录到一个日志文件。如果周一数据正常，周二系统上线新功能出现一个致命错误，造成大量资金损失，此时可以将系统紧急停服，根据日志将数据回滚到一个正常状态

官网持久化介绍：http://redis.cn/topics/persistence.html

Redis 提供了不同级别的持久化方式:

RDB持久化方式能够在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储.AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾。Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大.如果你只希望你的数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化方式.你也可以同时开启两种持久化方式, 在这种情况下, 当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整.

最重要的事情是了解RDB和AOF持久化方式的不同，这也是面试高频，下面我们就来详细学习以下 RDB 和 AOF

一、持久化之RDB

RDB 全称 redis database，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，它恢复时直接将快照文件直接读到内存里；

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，主进程是不进行任何 IO操作的，它就确保了极高的性能；RDB 文件是在硬盘上的二进制文件，是 Redis 在内存存储的数据在某一时刻的快照

1、时点性

系统中不可能每分每秒都进行快照存储，这样会大量占用系统资源且毫无意义，所以运维人员一般会定时保存快照

假设使用 RDB 每一小时进行一次快照存储，假设一个正常系统的快照文件大小有 10 G，肯定不可能瞬时就能保存到磁盘，那么快照存储该如何实现呢？我们最先想到的一种方式如下图：

阻塞保存快照：Redis 主进程阻塞，不再对外提供服务，只进行快照的持久化。这种方式能保证快照的时点性，但是会导致服务停用，这种情况生产环境不会允许发生。所以我们就想让 Redis 一边提供服务，一边进行快照的持久化，处理过程如下：

非阻塞保存快照：会导致时点混乱，无法保存正确的快照信息，导致数据不一致

那么 RDB 究竟是如何进行持久化呢？——主进程非阻塞继续提供服务，同时 fork 出子进程进行持久化，处理流程如下：

fork 子进程保存快照：Redis 主进程继续对外提供服务，同时 fork 出子进程进行快照持久化。在持久化期间，客户端对主进程的修改对于 fork 出的子进程是看不到的，所以能够保证快照的时点性，不会发生混乱

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补充：fork 是怎么实现的？或者说使用 fork 有什么优势？

fork 创建子进程不会发生数据的复制，只是会创建引用指针，这样创建子进程的时候，速度特别快；

只有发生写操作时才会触发复制，即 copy on write （写时复制）机制，不会发生全量的数据修改

fork() 创建子进程优势：

创建子进程时只需要创建指针引用，不需要数据复制，创建速度快并不是全量复制数据，占用空间小

RDB 流程：

2、RDB配置

上面理论学习完之后，Redis 是怎么完成以 RDB 进程持久化的呢？

人为触发：可以通过两个指令人为触发 save：前台阻塞，不再提供服务，只进行快照持久化。较少使用，使用场景明确——只有明确什么时间会关机停服维护的时候才可能用到bgsave：后台异步非阻塞，fork 创建子进程完成快照的持久化 配置文件配置 bgsave 规则： save 60 10000：时间达到 60 秒，或者写操作数达到 10000 次，两者满足其一，就会触发 RDBsave 300 10：时间达到 300 秒，或者写操作到达 10 次，两者满足其一，就会触发 RDBsave 900 1：时间达到 900 秒，或者写操作数达到 1 次，两者满足其一，就会触发 RDB根据系统的并发量、高峰时点等等灵活设置

3、优缺点

RDB的优点

RDB是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点得数据集,非常适用于数据集的备份,比如你可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时也可以每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题你也可以根据需求恢复到不同版本的数据集.RDB是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心或者亚马逊的S3（可能加密），非常适用于灾难恢复.RDB在保存RDB文件时父进程唯一需要做的就是fork出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做，父进程不需要再做其他IO操作，所以RDB持久化方式可以最大化redis的性能.与AOF相比，在恢复大的数据集的时候，RDB方式会更快一些.

RDB的缺点

数据丢失：如果你希望在redis意外停止工作（例如电源中断）的情况下丢失的数据最少的话，那么RDB不适合你.虽然你可以配置不同的save时间点(例如每隔5分钟并且对数据集有100个写的操作),是Redis要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,你通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在Redis意外宕机,你可能会丢失几分钟的数据耗时：RDB 需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致Redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求.如果数据集巨大并且CPU性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒,AOF也需要fork,但是你可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度.

总结：

二、持久化之AOF

AOF 即 Append-only file，使用追加写操作

如果说 RDB 是类似于快照/副本，那么 AOF 就是类似于日志。AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录。而且是以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录

redis中，RDB和AOF可以同时开启，如果开启了AOF只会用AOF恢复

因为 AOF 是追加写，只要服务器不停，日志文件就会无限膨胀。假设 redis 服务运行了10年，AOF文件可能达到数十G，甚至数十T大小，此时可能导致内存溢出，而且根据这么大的文件中的指令一条一条的进行数据恢复，耗时将会很长

所以在 Redis 4.0 以后，AOF是一个混合体，将老的数据以 RDB 方式保存到 AOF 文件中，将增量的以指令的方式 Append 到AOF。既利用了 RDB 的快速，又保证了AOF日志的全量

1、AOF配置

既然作为数据库，那么每次的写操作都应该要保存下来，任何一条增删改操作都不能丢失。但是写操作都会触发IO，频繁的 IO 将会拖慢 redis 的速度，所以 Redis 中对于写操作有三种级别：

无 fsync：不进行同步（不安全）每秒 fsync：每秒进行一次同步（默认方式，既保证数据丢失量少，而且速度不算慢，性能比较均衡）每次写的时候 fsync：每次写操作都进行一次同步（频率过高，拖慢速度）

2、优缺点

AOF 优点

使用AOF 会让你的Redis更加耐久: 你可以使用不同的fsync策略：无fsync,每秒fsync,每次写的时候fsync.使用默认的每秒fsync策略,Redis的性能依然很好(fsync是由后台线程进行处理的,主线程会尽力处理客户端请求),一旦出现故障，你最多丢失1秒的数据.AOF文件是一个只进行追加的日志文件,所以不需要写入seek,即使由于某些原因(磁盘空间已满，写的过程中宕机等等)未执行完整的写入命令,你也也可使用redis-check-aof工具修复这些问题.Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写： 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操作。AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作， 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析（parse）也很轻松。 导出（export） AOF 文件也非常简单： 举个例子， 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重写， 那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

AOF 缺点

长期运行导致日志文件体积过大，有可能出现内存溢出，而且恢复起来也很慢根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB

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