redis 高级应用-持久化
一、什么是数据持久化
二、redis持久化方式
三、redis持久化方式的优缺点
四、redis持久化应用
五、总结
一、什么是数据持久化
1、从字面来理解: 持久可以理解为持续多久。因此，数据持久化可以理解为，数据可以保存多久
2、从关系型和非关系型数据库的角度来理解:
2.1、关系型: 往数据库操作数据时，数据的最终结果都是保存在物理磁盘
2.2、非关系型(redis): 往数据库操作数据时，数据先到内存，然后再到物理磁盘
因此，从这个角度来看，数据持久化应该是内存与物理磁盘的相互映射
3、从逻辑角度来理解
3.1、可以减少访问数据库数据次数
3.2、代码重用性高，能够完成大部分数据库操作
3.3、松散耦合，使持久化不依赖于底层数据库和上层业务逻辑实现，更换数据库时只需修改配置文件而不用修改代码
二、redis持久化方式
1、RDB 持久化可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照（point-in-timesnapshot）。
2、AOF 持久化记录服务器执行的所有写操作命令，并在服务器启动时，通过重新执行这些命令来还原数据集。 AOF 文件中的命令全部以 Redis 协议的格式来保存，新命令会被追加到文件的末尾。 Redis 还可以在后台对 AOF 文件进行重写（rewrite），使得 AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小。
3、Redis 还可以同时使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在这种情况下， 当 Redis 重启时， 它会优先使用 AOF 文件来还原数据集， 因为 AOF 文件保存的数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。
三、redis持久化方式的优缺点
1、rdb方式
1.1、优点
- RDB 是一个非常紧凑（compact）的文件，它保存了 Redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份： 比如说，你可以在最近的 24 小时内，每小时备份一次 RDB 文件，并且在每个月的每一天，也备份一个 RDB 文件。 这样的话，即使遇上问题，也可以随时将数据集还原到不同的版本。
- RDB 非常适用于灾难恢复（disasterrecovery）：它只有一个文件，并且内容都非常紧凑，可以（在加密后）将它传送到别的数据中心
- RDB 可以最大化 Redis 的性能：父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。
- RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
1.2、缺点
- 如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据，那么 RDB 不适合你。 虽然 Redis 允许你设置不同的保存点（save point）来控制保存 RDB 文件的频率， 但是， 因为RDB 文件需要保存整个数据集的状态， 所以它并不是一个轻松的操作。 因此你可能会至少5 分钟才保存一次 RDB 文件。 在这种情况下， 一旦发生故障停机， 你就可能会丢失好几分钟的数据。
- 每次保存 RDB 的时候，Redis 都要 fork() 出一个子进程，并由子进程来进行实际的持久化工作。在数据集比较庞大时， fork() 可能会非常耗时，造成服务器在某某毫秒内停止处理客户端； 如果数据集非常巨大，并且 CPU 时间非常紧张的话，那么这种停止时间甚至可能会长达整整一秒。 虽然 AOF 重写也需要进行 fork() ，但无论 AOF 重写的执行间隔有多长，数据的耐久性都不会有任何损失。
2、aof方式
2.1、优点
- 使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久（much more durable）：你可以设置不同的 fsync 策略，比如无 fsync ，每秒钟一次 fsync ，或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次，在这种配置下，Redis 仍然可以保持良好的性能，并且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据（fsync 会在后台线程执行，所以主线程可以继续努力地处理命令请求）。
- AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件（appendonly log）， 因此对 AOF 文件的写入不需要进行seek ， 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令（比如写入时磁盘已满，写入中途停机，等等），redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
- 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。
2.2、缺点
- 对于相同的数据集来说，AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。
- 根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下， 每秒 fsync 的性能依然非常高， 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快， 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时，RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间（latency）。
- AOF 在过去曾经发生过这样的 bug ：因为个别命令的原因，导致 AOF 文件在重新载入时，无法将数据集恢复成保存时的原样。 （举个例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾经引起过这样的 bug 。） 测试套件里为这种情况添加了测试：它们会自动生成随机的、复杂的数据集， 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见， 但是对比来说， RDB 几乎是不可能出现这种 bug
的。
四、redis持久化运行实例
1、RDB
在 Redis 运行时， RDB 程序将当前内存中的数据库快照保存到磁盘文件中，在 Redis 重启动时， RDB 程序可以通过载入 RDB 文件来还原数据库的状态。RDB 功能最核心的是 rdbSave 和 rdbLoad 两个函数， 前者用于生成 RDB 文件到磁盘， 而后者则用于将 RDB 文件中的数据重新载入到内存中：
1.1、运作方式
- 当 Redis 需要保存 dump.rdb 文件时， 服务器执行以下操作：
? Redis 调用 fork() ，同时拥有父进程和子进程。
? 子进程将数据集写入到一个临时 RDB 文件中。
? 当子进程完成对新 RDB 文件的写入时，Redis 用新 RDB 文件替换原来的RDB 文件，并删除旧的 RDB 文件。
- SAVE 和 BGSAVE 两个命令都会调用 rdbSave 函数，但它们调用的方式各有不同：
? SAVE 直接调用 rdbSave ，阻塞 Redis 主进程，直到保存完成为止。在主进程阻塞期间，服务器不能处理客户端的任何请求。
? BGSAVE 则 fork 出一个子进程，子进程负责调用 rdbSave ，并在保存完成之后向主进程发送信号，通知保存已完成。因为rdbSave 在子进程被调用，所以 Redis 服务器在BGSAVE 执行期间仍然可以继续处理客户端的请求。
1.2、运行例子
a、启动redis
b、物理磁盘
c、内置客户端操作
d、终止客户端
e、重启redis
2、AOF
快照功能并不是非常耐久（durable）： 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机， 那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。
1.1、运作方式
- Redis 执行 fork() ，现在同时拥有父进程和子进程。
- 子进程开始将新 AOF 文件的内容写入到临时文件。
- 对于所有新执行的写入命令，父进程一边将它们累积到一个内存缓存中，一边将这些改动追加到现有 AOF 文件的末尾： 这样即使在重写的中途发生停机，现有的 AOF 文件也还是安全的。
- 当子进程完成重写工作时，它给父进程发送一个信号，父进程在接收到信号之后，将内存缓存中的所有数据追加到新 AOF 文件的末尾。
搞定！现在 Redis 原子地用新文件替换旧文件，之后所有命令都会直接追加到新 AOF 文件的末尾。
1.2、保存模式
- 每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync ：非常慢，也非常安全。
- 每秒 fsync 一次：足够快（和使用 RDB 持久化差不多），并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据。
- 从不 fsync ：将数据交给操作系统来处理。更快，也更不安全的选择。
推荐（并且也是默认）的措施为每秒 fsync 一次， 这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。
1.3、读取和还原数据
- Redis 读取 AOF 文件并还原数据库的详细步骤如下：
? 创建一个不带网络连接的伪客户端（fakeclient）。
? 读取 AOF 所保存的文本，并根据内容还原出命令、命令的参数以及命令的个数。
? 根据命令、命令的参数和命令的个数，使用伪客户端执行该命令。
? 执行 2 和 3 ，直到 AOF 文件中的所有命令执行完毕。
完成第 4 步之后， AOF 文件所保存的数据库就会被完整地还原出来。
1.4、例子
a、修改redis配置文件(这里是关闭rdb，而且运行模式为每次更新一次aof文件)
b、重启redis
c、客户端进行连接并操作
d、终止redis并重启
3、RDB+AOF
Redis同时运行着rdb和aof两种模式
那么当 Redis 启动时，程序会优先使用 AOF 文件来恢复数据集， 因为 AOF 文件所保存的数据通常是最完整的
1、运行例子
a、修改redis配置文件，设置同时启动rdb和aof
b、启动redis
c、客户端操作数据
d、终止redis
五、总结
1、redis 支持rdb和aof等两种持久方式，如果都关闭rdb和aof等方式。则可以把redis看成是内存缓存
2、如果rdb和aof都开启，则优先考虑aof
3、rdb可以看成是保存数据结果，而aof则是记录修改/写入等操作
4、根据rdb和aof的作用，可以用rdb作为完全备份，而把aof作为增量备份
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