Redis持久化详解（RDB&AOF）

Redis 对外提供数据访问服务时，使用的是常驻内存的数据。为了在Redis Server重启之后数据还可以得到恢复，Redis具备将数据持久化到硬盘中的能力。

全量模式的持久化（RDB）

Redis Server在多有db 中存储的key-value可以理解为Redis的一个状态。当发生写操作时，Redis就会从一个状态切换到另外一个状态。基于全量的持久化就是在某个时刻，将Redis的所有数据持久化到硬盘中，形成一个快照。当Redis 重启时，通过加载最近一个快照数据，可以将Redis 恢复至最近一次持久化状态上。

1、写入流程

Redis的全量写入包含2种方式：save 和 bgsave，两者的处理逻辑如下：

save 可以由客户端显示触发的，也可以在redis shutdown 时触发。Save本身是单线程串行化的方式执行的，因此当数据量大时，有肯能会发生Redis Server的长时间卡顿。但是其备份期间不会有其他命令执行，因此备份在这一时刻是一致性的。

bgsave 也可以由客户端显示触发、可以通过配置定时任务触发也可以在master-slave的分布式结构下由slave节点触发。bgsave命令在执行的时候，会fork一个子进程。子进程提交完成之后，会立即给客户端返回响应，备份操作在后台异步执行，在此期间不会影响Redis的正常响应。

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对于bgsave来说，当父进程Fork完子进程之后，异步任务会将当前的内存状态作为一个版本进行复制。在复制过程中产生的变更，不会反映在这次备份当中。在Redis的默认配置当中，当满足下面任一条件时，会自动触发bgsave 的执行。

<caption style="box-sizing: border-box; padding-top: 8px; padding-bottom: 8px; color: rgb(119, 119, 119); text-align: left;">自动触发bgsave 条件</caption>

bgsave相对于Save来说，其优势是异步执行，不影响后续的命令执行。但是Fork子进程时，涉及父进程的内存复制，此时会增加服务器的内存开销。当内存开销高到使用虚拟内存时，bgsave的Fork子进程会阻塞运行，可能会造成秒级的不可用。因此使用bgsave需要保证服务器空闲内存足够。

<caption style="box-sizing: border-box; padding-top: 8px; padding-bottom: 8px; color: rgb(119, 119, 119); text-align: left;">save和bgsave对比</caption>

2、恢复流程

当Redis重新启动时，会从本地磁盘加载之前持久化的文件。当恢复完成之后，再受理后续的请求操作。

增量模式的持久化（AOF）

RDB记录的是每个状态的全量数据，而AOF（append-only-file）记录的则是每条写命令的记录，通过所有写命令的执行，最后恢复出最终的数据状态。其文件的生成如下所示：

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1、写入流程

Redis的AOF 包含3 种同步策略：

always：每一次的刷新缓冲区，都会同步触发同步操作。因为每次的写操作都会触发同步，所以该策略会降低Redis的吞吐量，但是这种模式会拥有最高的容错能力。

every second：每秒异步的触发同步操作，这种是Redis的默认配置。

no：由操作系统决定何时同步，这种方式Redis无法决定何时落地，因此不可控。

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<caption style="box-sizing: border-box; padding-top: 8px; padding-bottom: 8px; color: rgb(119, 119, 119); text-align: left;">always/everysec/no对比</caption>

2、回放流程

AOF的回放时机也是在机器启动时，一旦存在AOF，Redis会选择增量回放。因为增量的持久化持续的写入磁盘，相比全量持久化，数据更加完整。回放的过程就是将AOF中存放的命令，重新执行一遍。完成之后再继续接受客户端的新命令。

AOF模式的优化重写

随着Redis 持续的运行，会有大量的增量数据append 到AOF 文件中。为了减小硬盘存储和加快恢复速度，Redis 通过rewrite 机制合并历史AOF 记录。如下所示：

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整个流程描述如下：

历史AOF：以快照的方式保存。

快照写入期间的增量：待快照写入完成之后append 到快照文件中。

后续的增量：写入新的AOF。