优享资讯 | 一文搞懂 Redis 的 RDB、AOF 以及混合持久化机制

掘金后端 ( ) • 2024-04-17 22:09

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Redis ⽀持 RDB 和 AOF 两种持久化机制，Redis 4.0 之后又新增了混合持久化的方式。持久化功能有效地避免因进程退出造成数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的⽂件即可实现数据恢复。

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。

⼿动触发分别对应save和bgsave命令：

fork() 操作在Linux中是用于创建一个新的进程的系统调用，并且子进程的创建是对父进程的复制。参考了Linux进程 | fork()系统调用详解 - 掘金 (juejin.cn)

自动触发的情况：

shutdown save

持久化的数据是默认保存在“/var/lib/redis/”下，文件名可以通过 dbfilename 指定。

可以通过执⾏config set dir{newDir}和config set dbfilename{newFilename}运⾏期间动态执⾏，当下次运⾏时RDB⽂件会保存到新⽬录。

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。

优点：
- 性能高效：RDB持久化是将内存中的数据以二进制形式保存到硬盘上，因此在持久化过程中不需要进行额外的序列化和反序列化操作，具有很高的性能。
- 恢复速度快：因为 RDB 文件是一个完整的数据库快照，所以在 Redis 重启后，可以非常快速地将数据恢复到内存中。
缺点：
- 数据可能丢失：RDB持久化是间隔一定时间进行的，如果Redis意外崩溃，会导致最后一次持久化之后的数据丢失。
- 不适合实时备份：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创建⼦进程，属于重量级操作，频繁执⾏成本过⾼。

AOF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。

AOF 为什么需要缓冲区？如果每次写 AOF ⽂件都直接同步硬盘，性能从内存的读写变成 IO 读写，必然会下降。先写⼊缓冲区可以有效减少 IO 次数。

可以在配置文件中设置文件同步策略。

一共有三种策略
- always：每次写入缓冲区后直接写入 AOF 文件中。
- everysec（默认）：写入缓冲区后，不进行同步。一秒后再进行写入 AOF 文件。
- no：只执行 write 操作（也就是只缓存），由操作系统控制写入 AOF 文件的频率。

随着命令不断写⼊ AOF，⽂件会越来越⼤，当达到一定的程度后，Redis 会重写文件，减少文件的体积。

AOF重写过程可以⼿动触发和⾃动触发：
- 手动：调⽤bgrewriteaof命令。
- 自动：在配置文件中
  - auto-aof-rewrite-min-size：表⽰触发重写时AOF的最⼩⽂件⼤⼩，默认为64MB。
  - auto-aof-rewrite-percentage：代表当前AOF占⽤⼤⼩相⽐较上次重写时增加的⽐例。

父进程执行 fork 创建子进程后。
重写
1. 主进程 fork 后，继续响应其它命令。所有修改操作写入 AOF 缓冲区，并根据同步策略同步到硬盘，来保证旧 AOF 文件机制的正确。
2. ⼦进程只有 fork 之前的所有内存信息，⽗进程中需要将 fork 之后这段时间的修改操作写⼊ AOF 重写缓冲区中。
⼦进程根据内存快照，将命令合并到新的 AOF ⽂件中（这里跟 RDB 有点相似）。
子进程完成重写
1. 新⽂件写⼊后，⼦进程发送信号给⽗进程。
2. ⽗进程把 AOF 重写缓冲区内临时保存的命令追加到新AOF⽂件中。
3. ⽤新AOF⽂件替换⽼AOF⽂件。

优点
- 实时性好：由于 AOF 持久化方式是将每一个写命名记录到文件中，因此实时性比 RDB 更好。
- 可读性高：AOF 文件是一个纯文本文件，可以被人类读取和理解。
缺点
- 写入性能略低：由于 AOF 持久化方式需要将每一个写命令记录到文件中，因此相对于 RDB 持久化方式，它的写入性能略低。
- 占用磁盘空间大：由于 AOF 持久化方式需要记录每一个写命令，因此相对于 RDB 持久化方式，它占用的磁盘空间更大。

在开启混合持久化的情况下，AOF 重写时会把 Redis 的持久化数据，以 RDB 的格式写入到 AOF 文件的开头，之后的数据再以 AOF 的格式化追加的文件的末尾。

优点
- 混合持久化结合了 RDB 和 AOF 持久化的优点，开头为 RDB 的格式，使得 Redis 可以更快的启动，同时结合 AOF 的优点，又减低了大量数据丢失的风险。
缺点
- 可读性差：AOF 文件中添加了 RDB 格式的内容，就让 AOF 文件的可读性变得很差。
- 兼容性差：如果开启混合持久化，那么此混合持久化 AOF 文件，就不能用在 Redis 4.0 之前版本了。