Redis持久化是面試中經常會問到的問題，這裡主要通過對以下幾個問題進行分析，幫助大家瞭解Redis持久化的實現原理。 1.Redis持久化是什麼？ 2.Redis持久化有哪些策略？各自的實現原理是怎麼樣的？ 3.Redis的資料恢復策略是怎麼樣的？ 4.Redis持久化策略該如何進行選擇？ # 1.Redis持久化是什麼？ 因為Redis是一個記憶體資料庫，資料儲存在記憶體中，一旦發生關機或者重啟，記憶體中的資料都會丟失，所以為了能夠重啟時恢復資料，Redis提供了持久化的機制，正常執行期間根據策略生成持久化檔案。在機器重啟後，可以根據根據持久化檔案恢復記憶體中的資料。Redis還為我們提供了持久化的機制。（雖然有主從同步，主機掛掉之後，可以讓從節點成為主節點，但是如果整個機房都發生停電，那麼主節點和從節點記憶體中的資料都會丟失，所以這也是持久化存在的意義。） # 2.Redis持久化有哪些策略？ Redis持久化的策略主要有AOF持久化，RDB持久化，混合持久化。這是我自己總結的一個圖：  ## AOF持久化  #### 執行流程 AOF持久化主要是Redis在修改相關的命令後，將命令新增到aof_buf快取區的末尾，然後在每次事件迴圈結束時， 根據appendfsync的配置： * appendfsync = always 每條修改命令都會更新到磁碟上的AOF檔案, 最多隻會丟失當前正在寫入的命令 * appendfsync = everysec 每秒更新到磁碟上的AOF檔案一次, 最多丟失2秒的資料（因為執行fsync命令刷盤也需要時間，下面會解釋） * appendfsync = no 不自動更新到磁碟上的AOF檔案，由作業系統來決定何時刷盤(linux 貌似大部分預設是 30s)。可能會丟失刷盤之前的寫入資料。 （基於效能考慮一般生產環境的配置都是everysec） （aof_buf是Redis中的SDS結構，可以理解為是一個字串，只是對C語言的字串做了一些優化，每次將新執行的更新命令新增到字串末尾。） #### 怎麼防止AOF檔案越來越大？ 為了防止AOF檔案越來越大，可以通過執行BGREWRITEAOF命令，會fork子程序出來，讀取當前資料庫的鍵值對資訊，生成所需的寫命令，寫入新的AOF檔案。在生成期間，父程序繼續正常處理請求，執行修改命令後，不僅會將命令寫入aof_buf緩衝區，還會寫入重寫aof_buf緩衝區。當新的AOF檔案生成完畢後，子程序父程序傳送訊號，父程序將重寫aof_buf緩衝區的修改命令寫入新的AOF檔案，寫入完畢後，對新的AOF檔案進行改名，原子地（atomic）地替換舊的AOF檔案。 #### 什麼是AOF檔案追加阻塞？ 修改命令新增到aof_buf之後，如果配置是everysec那麼會每秒執行fsync操作，呼叫write寫入磁碟一次，但是如果硬碟負載過高，fsync操作可能會超過1s，Redis主執行緒持續高速向aof_buf寫入命令，硬碟的負載可能會越來越大，IO資源消耗更快，所以Redis的處理邏輯是會對比上次fsync成功的時間，如果超過2s，則主執行緒阻塞直到fsync同步完成，所以最多可能丟失2s的資料，而不是1s。 ## RDB持久化 RDB持久化指的是在滿足一定的觸發條件時（在一個的時間間隔內執行修改命令達到一定的數量，或者手動執行SAVE和BGSAVE命令），對這個時間點的資料庫所有鍵值對資訊生成一個壓縮檔案dump.rdb，然後將舊的刪除，進行替換。 #### 執行流程 實現原理是fork一個子程序，然後對鍵值對進行遍歷，生成rdb檔案，在生成過程中，父程序會繼續處理客戶端傳送的請求，當父程序要對資料進行修改時，會對相關的記憶體頁進行拷貝，修改的是拷貝後的資料。（也就是COPY ON WRITE，寫時複製技術，就是當多個呼叫者同時請求同一個資源，如記憶體或磁碟上的資料儲存，他們會共用同一個指向資源的指標，指向相同的資源，只有當一個呼叫者試圖修改資源的內容時，系統才會真正複製一份專用副本給這個呼叫者，其他呼叫者還是使用最初的資源,在CopyOnWriteArrayList的實現中，也有用到，新增或者插入一個新元素時過程是，加鎖，對原陣列進行復制，然後新增新元素，然後替代舊陣列，解鎖）  ```java //CopyOnWriteArrayList的新增元素的方法 public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e; setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } } ``` ### 混合持久化（Redis4.0+） #### 執行流程 混合持久化同樣也是通過**bgrewriteaof**命令完成的，不同的是當開啟混合持久化時，fork出的子程序先將當前記憶體中的鍵值對資訊全量的以RDB方式寫入aof檔案，然後在將重寫緩衝區的增量命令以AOF方式寫入到檔案，寫入完成後通知主程序更新統計資訊，並將新的含有RDB格式和AOF格式的AOF檔案替換舊的的AOF檔案。簡單的說：新的AOF檔案前半段是RDB格式的全量資料後半段是AOF格式的增量資料，如下圖：  # 3.Redis的資料恢復策略是怎麼樣的？ 1.如果配置了混合持久化，那麼根據混合持久化檔案進行恢復資料。（Redis4.0+） 2.只配置 AOF ，重啟時載入 AOF 檔案恢復資料。 3.同時配置了 RDB 和 AOF ，啟動時只加載 AOF檔案恢復資料，如果AOF檔案損壞，那麼根據RDB檔案恢復資料。 4.只配置 RDB，啟動時載入RDB持久化檔案恢復資料。 # 4.Redis持久化策略該如何進行選擇？ （因為混合持久化是Redis 4.0之後支援的，目前一般生成環境使用的Redis版本可能都還較低，所以這裡的策略選擇主要是針對AOF持久和RDB持久化進行技術選型。） 以下是幾種持久化方案選擇的場景： #### 1.不需要考慮資料丟失的情況 那麼不需要考慮持久化。 #### 2.單機例項情況下 可以接受丟失十幾分鍾及更長時間的資料，可以選擇RDB持久化，對效能影響小，如果只能接受秒級的資料丟失，只能選擇AOF持久化。 #### 3.在主從環境下 因為主伺服器在執行修改命令後，會將命令傳送給從伺服器，從服務進行執行後，與主伺服器保持資料同步，實現資料熱備份，在master宕掉後繼續提供服務。同時也可以進行讀寫分離，分擔Redis的讀請求。 ##### 那麼在從伺服器進行資料熱備份的情況下，是否還需要持久化呢？ 需要持久化，因為不進行持久化，主伺服器，從伺服器同時出現故障時，會導致資料丟失。（例如：機房全部機器斷電）。如果系統中有自動拉起機制（即檢測到服務停止後重啟該服務）將master自動重啟，由於沒有持久化檔案，那麼master重啟後資料是空的，slave同步資料也變成了空的。應儘量避免“自動拉起機制”和“不做持久化”同時出現。 所以一般可以採用以下方案： 主伺服器不開啟持久化，使得主伺服器效能更好。 從伺服器開啟AOF持久化，關閉RDB持久化，並且定時對AOF檔案進行備份，以及在凌晨執行bgaofrewrite命令來進行AOF檔案重寫，減小AOF檔案大小。（當然如果對資料丟失容忍度高也可以開啟RDB持久化，關閉AOF持久化） ##### 4.異地災備 一般性的故障（停電，關機）不會影響到磁碟，但是一些災難性的故障（地震，洪水）會影響到磁碟，所以需要定時把單機上或從伺服器上的AOF檔案，RDB檔案備份到其他地區的機房。