redis 是如何做持久化的

LastSun發表於2019-07-09
Redis持久化

Redis 是一個鍵值對資料庫伺服器。基於記憶體儲存資料，它常被用做快取資料庫，用來替代 memcached。官網：https://redis.io/

什麼是持久化？

持久化，指將資料儲存到可永久儲存的裝置中。
例如，將記憶體中的資料儲存到可永久儲存的硬碟中。

為什麼需要持久化？

  1. Redis 基於記憶體儲存，記憶體掉電後資料會丟失
  2. 記憶體比硬碟貴得多，所以需要將一些不能丟失的資料持久化到硬碟上

甚至，一些特別重要的資料，是需要存到 MySQL 的。
Redis 本身有持久化，為什麼還要寫進 mysql 呢？：https://www.v2ex.com/t/219551

如何做持久化？

Redis 提供了四種持久化方式：

  1. RDB（Redis database|Snapshoting）
  2. AOF（Append-Only file）
  3. VM（虛擬記憶體）被淘汰了
  4. Diskstore 不瞭解

這次主要說的是 RDB 和 AOF 兩種持久化方式。

RDB 持久化

RDB：Redis database 的簡稱。一看這個，你就應該能猜到，這是 Redis 的預設持久化方式。

RDB 中持久化生成的是一個經過壓縮的二進位制檔案。

RDB 持久化時機：

  1. 在客戶端執行 SAVE 或者 BGSAVE
  2. 根據配置規則自動快照（稍後會講到）
  3. 執行 FLUSHALL 命令
  4. 執行復制（replication）

RDB 持久化步驟：

  1. fork 複製出一個父程式的副本子程式
  2. 子程式將記憶體中的資料寫入到硬碟中的臨時檔案
  3. 將臨時檔案替換舊的 rdb 檔案

圖片

自動間隔儲存（配置規則）：

save 900 1     # 每900秒檢查一次，如果有1條資料修改了，那麼執行 rdb
save 300 10    # 每300秒檢查一次，如果有10條資料修改了，那麼執行 rdb
save 60 10000  # 每60秒檢查一次，如果有10000條資料修改了，那麼執行 rdb

RDB 檔案還原

伺服器啟動時，會直接載入 RDB 檔案。
但是如果 AOF 檔案存在，則會載入 AOF 檔案。AOF 檔案載入過程會在後文中描述

AOF 持久化

AOF 是 Append Only File 的簡稱。

AOF 通過儲存客戶端傳過來的寫命令來記錄資料庫的狀態。
如：

$3（後面是 \r\n）
SET
$3
msg
$1
5
$3
SET
$3
msg
$1
3

AOF 持久化的時機

需要在配置檔案中加入：

appendonly yes

AOF 持久化的步驟

主程式進行如文章末尾所示的三個步驟：

  1. 命令追加
  2. 檔案寫入
  3. 檔案同步

AOF 重寫的時機

  1. 配置：
# 當前 AOF 檔案超過上次重寫時的 AOF 檔案大小的百分之多少時再次進行重寫
# 如果之前沒有衝寫過，則以啟動時的 AOF 檔案大小為依據。
auto-aof-rewrite-percentage 100
# 允許重寫的最小值
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
  1. 主動執行 BGREWRITEAOF 命令觸發 AOF 重寫。

AOF 重寫步驟

如果是在客戶端直接執行 REWRITEAOF ，會阻塞服務，直到重寫完成，將新的 AOF 檔案覆蓋舊的檔案。這種方式一般不會考慮。

BGREWRITEAOF 命令的執行過程如文末圖片所示：

  1. 父程式寫入 AOF 緩衝區和 AOF 重寫緩衝區
  2. 子程式執行 AOF 重寫，完成之後傳送訊號給父程式
  3. 父程式收到訊號將 AOF 重寫緩衝區的內容寫入到新的 AOF 檔案中，並且覆蓋原有的 AOF 檔案

AOF 重寫是將多條命令用一條命令代替。
如上面程式碼所示，儲存一個 msg 使用了兩條命令。經過 AOF 檔案重寫之後，就會變成如下所示，大大減少了使用的儲存空間：

$3
SET
$3
msg
$1

AOF 檔案還原

AOF 檔案還原的步驟如下：

  1. 建立一個偽客戶端（fake client）
  2. 從 AOF 檔案中分析並讀取一條寫命令
  3. 使用偽客戶端執行寫命令
  4. 一直重複步驟 2 和 3

AOF 寫入與重寫過程圖：

圖片

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