「 Redis 」RDB和AOF持久化全面解析

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【说透Redis】10分钟彻底理解Redis的持久化机制：RDB和AOF 程序员读书

AOF 持久化是怎么实现的？ xiaolinCoding

Redis持久化之RDB与AOF 的区别 1024下午茶

前言

在现代的互联网应用中，数据的持久化和可靠性是至关重要的。在 Redis 中，RDB 和 AOF 两种持久化方式可以确保数据的持久化和可靠性。但是，这两种方式各有优缺点，需要根据具体的业务场景和需求来选择。本文将全面解析 RDB 和 AOF 持久化的原理、使用方法、优缺点以及如何进行配置和调优。无论你是 Redis 的初学者还是有一定经验的开发者，都能从本文中获得有益的知识和实践经验，帮助你更好地使用 Redis。

一、什么是Redis持久化

Redis作为一个键值对内存数据库(NoSQL)，数据都存储在内存当中，在处理客户端请求时，所有操作都在内存当中进行，如下所示：

这样做有什么问题呢？

其实，只要稍微有点计算机基础知识的人都知道，存储在内存当中的数据，只要服务器关机(各种原因引起的)，内存中的数据就会消失了，不仅服务器关机会造成数据消失，Redis服务器守护进程退出，内存中的数据也一样会消失。

对于只把Redis当缓存来用的项目来说，数据消失或许问题不大，重新从数据源把数据加载进来就可以了，但如果直接把用户提交的业务数据存储在Redis当中，把Redis作为数据库来使用，在其放存储重要业务数据，那么Redis的内存数据丢失所造成的影响也许是毁灭性。

为了避免内存中数据丢失，Redis提供了对持久化的支持，我们可以选择不同的方式将数据从内存中保存到硬盘当中，使数据可以持久化保存。

Redis提供了RDB和AOF两种不同的数据持久化方式，下面我们就来详细介绍一下这种不同的持久化方式吧。

二、RDB

RDB是一种快照存储持久化方式，具体就是将Redis某一时刻的内存数据保存到硬盘的文件当中，默认保存的文件名为dump.rdb，而在Redis服务器启动时，会重新加载dump.rdb文件的数据到内存当中恢复数据。

开启RDB持久化方式

开启RDB持久化方式很简单，客户端可以通过向Redis服务器发送save或bgsave命令让服务器生成rdb文件，或者通过服务器配置文件指定触发RDB条件。

1. save命令

save命令是一个同步操作。

# 同步数据到磁盘上
> save 

当客户端向服务器发送save命令请求进行持久化时，服务器会阻塞save命令之后的其他客户端的请求，直到数据同步完成。

如果数据量太大，同步数据会执行很久，而这期间Redis服务器也无法接收其他请求，所以，最好不要在生产环境使用save命令。

2. bgsave

与save命令不同，bgsave命令是一个异步操作。

# 异步保存数据集到磁盘上
> bgsave

当客户端发服务发出bgsave命令时，Redis服务器主进程会forks一个子进程来数据同步问题，在将数据保存到rdb文件之后，子进程会退出。

所以，与save命令相比，Redis服务器在处理bgsave采用子线程进行IO写入，而主进程仍然可以接收其他请求，但forks子进程是同步的，所以forks子进程时，一样不能接收其他请求，这意味着，如果forks一个子进程花费的时间太久(一般是很快的)，bgsave命令仍然有阻塞其他客户的请求的情况发生。

3. 服务器配置自动触发

除了通过客户端发送命令外，还有一种方式，就是在Redis配置文件中的save指定到达触发RDB持久化的条件，比如【多少秒内至少达到多少写操作】就开启RDB数据同步。

例如我们可以在配置文件redis.conf指定如下的选项：

# 900s内至少达到一条写命令
save 900 1
# 300s内至少达至10条写命令
save 300 10
# 60s内至少达到10000条写命令
save 60 10000

之后在启动服务器时加载配置文件。

# 启动服务器加载配置文件
redis-server redis.conf

这种通过服务器配置文件触发RDB的方式，与bgsave命令类似，达到触发条件时，会forks一个子进程进行数据同步，不过最好不要通过这方式来触发RDB持久化，因为设置触发的时间太短，则容易频繁写入rdb文件，影响服务器性能，时间设置太长则会造成数据丢失。

RDB文件

前面介绍了三种让服务器生成rdb文件的方式，无论是由主进程生成还是子进程来生成，其过程如下：

1. 生成临时rdb文件，并写入数据。
2. 完成数据写入，用临时文代替代正式rdb文件。
3. 删除原来的db文件。

RDB默认生成的文件名为dump.rdb，当然，我可以通过配置文件进行更加详细配置，比如在单机下启动多个redis服务器进程时，可以通过端口号配置不同的rdb名称，如下所示：

# 是否压缩rdb文件
rdbcompression yes

# rdb文件的名称
dbfilename redis-6379.rdb

# rdb文件保存目录
dir ~/redis/

RDB的几个优点

1. 与AOF方式相比，通过rdb文件恢复数据比较快。
2. rdb文件非常紧凑，适合于数据备份。
3. 通过RDB进行数据备，由于使用子进程生成，所以对Redis服务器性能影响较小。

RDB的几个缺点

1. 如果服务器宕机的话，采用RDB的方式会造成某个时段内数据的丢失，比如我们设置10分钟同步一次或5分钟达到1000次写入就同步一次，那么如果还没达到触发条件服务器就死机了，那么这个时间段的数据会丢失。
2. 使用save命令会造成服务器阻塞，直接数据同步完成才能接收后续请求。
3. 使用bgsave命令在forks子进程时，如果数据量太大，forks的过程也会发生阻塞，另外，forks子进程会耗费内存。

三、AOF

聊完了RDB,来聊聊Redis的另外一个持久化方式：AOF(Append-only file)。

与RDB存储某个时刻的快照不同，AOF持久化方式会记录客户端对服务器的每一次写操作命令，并将这些写操作以Redis协议追加保存到以后缀为aof文件末尾，在Redis服务器重启时，会加载并运行aof文件的命令，以达到恢复数据的目的。

开启AOF持久化方式

Redis默认不开启AOF持久化方式，我们可以在配置文件中开启并进行更加详细的配置，如下面的redis.conf文件：

# 开启aof机制
appendonly yes

# aof文件名
appendfilename "appendonly.aof"

# 写入策略,always表示每个写操作都保存到aof文件中,也可以是everysec或no
appendfsync always

# 默认不重写aof文件
no-appendfsync-on-rewrite no

# 保存目录
dir ~/redis/

三种写入策略

在上面的配置文件中，我们可以通过appendfsync选项指定写入策略,有三个选项

appendfsync always
# appendfsync everysec
# appendfsync no

1. always

客户端的每一个写操作都保存到aof文件当，这种策略很安全，但是每个写请注都有IO操作，所以也很慢。

2. everysec

appendfsync的默认写入策略，每秒写入一次aof文件，因此，最多可能会丢失1s的数据。

3. no

Redis服务器不负责写入aof，而是交由操作系统来处理什么时候写入aof文件。更快，但也是最不安全的选择，不推荐使用。

AOF文件重写

AOF将客户端的每一个写操作都追加到aof文件末尾，比如对一个key多次执行incr命令，这时候，aof保存每一次命令到aof文件中，aof文件会变得非常大。

incr num 1
incr num 2
incr num 3
incr num 4
incr num 5
incr num 6
...
incr num 100000

aof文件太大，加载aof文件恢复数据时，就会非常慢，为了解决这个问题，Redis支持aof文件重写，通过重写aof，可以生成一个恢复当前数据的最少命令集，比如上面的例子中那么多条命令，可以重写为：

set num 100000

aof文件是一个二进制文件，并不是像上面的例子一样，直接保存每个命令，而使用Redis自己的格式，上面只是方便演示。

两种重写方式

通过在redis.conf配置文件中的选项no-appendfsync-on-rewrite可以设置是否开启重写，这种方式会在每次fsync时都重写，影响服务器性以，因此默认值为no，不推荐使用。

# 默认不重写aof文件
no-appendfsync-on-rewrite no

客户端向服务器发送bgrewriteaof命令，也可以让服务器进行AOF重写。

# 让服务器异步重写追加aof文件命令
> bgrewriteaof

AOF重写方式也是异步操作，即如果要写入aof文件，则Redis主进程会forks一个子进程来处理，如下所示：

重写aof文件的好处

1. 压缩aof文件，减少磁盘占用量。
2. 将aof的命令压缩为最小命令集，加快了数据恢复的速度。

AOF文件损坏

在写入aof日志文件时，如果Redis服务器宕机，则aof日志文件文件会出格式错误，在重启Redis服务器时，Redis服务器会拒绝载入这个aof文件，可以通过以下步骤修复aof并恢复数据。

1. 备份现在aof文件，以防万一。
2. 使用redis-check-aof命令修复aof文件，该命令格式如下：

# 修复aof日志文件
$ redis-check-aof -fix file.aof

重启Redis服务器，加载已经修复的aof文件，恢复数据。

AOF的优点

AOF只是追加日志文件，因此对服务器性能影响较小，速度比RDB要快，消耗的内存较少。

AOF的缺点

1. AOF方式生成的日志文件太大，即使通过AOF重写，文件体积仍然很大。
2. 恢复数据的速度比RDB慢。

四、选择RDB还是AOF呢？

通过上面的介绍，我们了解了RDB与AOF各自的优点与缺点，到底要如何选择呢？

通过下面的表示，我们可以从几个方面对比一下RDB与AOF,在应用时，要根本自己的实际需求，选择RDB或者AOF，其实，如果想要数据足够安全，可以两种方式都开启，但两种持久化方式同时进行IO操作，会严重影响服务器性能，因此有时候不得不做出选择。

当RDB与AOF两种方式都开启时，Redis会优先使用AOF日志来恢复数据，因为AOF保存的文件比RDB文件更完整。

五、RDB 和 AOF 合体

尽管 RDB 比 AOF 的数据恢复速度快，但是快照的频率不好把握：

• 如果频率太低，两次快照间一旦服务器发生宕机，就可能会比较多的数据丢失；
• 如果频率太高，频繁写入磁盘和创建子进程会带来额外的性能开销。

那有没有什么方法不仅有 RDB 恢复速度快的优点和，又有 AOF 丢失数据少的优点呢？

当然有，那就是将 RDB 和 AOF 合体使用，这个方法是在 Redis 4.0 提出的，该方法叫混合使用 AOF 日志和内存快照，也叫混合持久化。

如果想要开启混合持久化功能，可以在 Redis 配置文件将下面这个配置项设置成 yes：

aof-use-rdb-preamble yes

混合持久化工作在 AOF 日志重写过程。

当开启了混合持久化时，在 AOF 重写日志时，fork 出来的重写子进程会先将与主线程共享的内存数据以 RDB 方式写入到 AOF 文件，然后主线程处理的操作命令会被记录在重写缓冲区里，重写缓冲区里的增量命令会以 AOF 方式写入到 AOF 文件，写入完成后通知主进程将新的含有 RDB 格式和 AOF 格式的 AOF 文件替换旧的的 AOF 文件。

也就是说，使用了混合持久化，AOF 文件的前半部分是 RDB 格式的全量数据，后半部分是 AOF 格式的增量数据。

这样的好处在于，重启 Redis 加载数据的时候，由于前半部分是 RDB 内容，这样加载的时候速度会很快。

加载完 RDB 的内容后，才会加载后半部分的 AOF 内容，这里的内容是 Redis 后台子进程重写 AOF 期间，主线程处理的操作命令，可以使得数据更少的丢失。

六、总结

总之，Redis的RDB持久化和AOF持久化都有其优缺点，需要根据具体的业务场景来选择使用哪种持久化方式。对于对数据安全性要求较高的业务，建议使用AOF持久化方式，而对于对数据安全性要求不是很高的业务，可以使用RDB持久化方式。此外，也可以同时使用两种持久化方式，以增强数据的安全性。在实际应用中，需要根据业务需求和数据量大小等因素来选择持久化方式，并进行合理的配置和优化，以保障数据的安全性和高可用性。

上面讲了一大堆Redis的持久化机制的知识，其实，如果你只是单纯把Redis作为缓存服务器，那么可以完全不用考虑持久化

但是，在如今的大多数服务器架构中，Redis不单单只是扮演一个缓存服务器的角色，还可以作为数据库，保存我们的业务数据，此时，我们则需要好好了解有关Redis持久化策略的区别与选择。