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深入浅出!传智播客Java视频教程

作者:互联网

## 什么是Redis的持久化 我们知道Redis的数据都存储在内存中,如果服务器突然宕机,那么内存数据将会全部消失,为了防止这种情况出现,利用一套机制来保证数据不会因为故障而丢失,我们将这种机制称之为*Redis的持久化机制*,该机制主要目的是将*内存数据存入到硬盘*中 Redis 提供两种持久化机制RDB(Redis DataBase)和AOF(Append-Only File)机制。 ## RDB-快照 快照是最简单的Redis持久化模式,也就是生成某个时间点的数据集,生成RDB文件,可以看到RDB文件中的数据是非常紧凑的,所以在恢复数据的时候读取也是非常快的 ![RDB文件](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050734772666.jpg) 触发RDB快照的方式有两种 #### 手动触发 通过手动执行bgsave/save,显示触发生成快照 * save命令:阻塞当前Redis服务器,直到RDB过程完成为止,对于内存 比较大的实例会造成长时间阻塞,线上环境不建议使用 * bgsave命令:Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程由子 进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间很短 #### 配置参数自动触发 自动触发有以下几种情况: * 使用save相关配置,命令*save m n*。表示m秒内数据集存在n次修改时,自动触发bgsave * *从节点执行全量复制*操作,主节点自动执行bgsave生成RDB文件发送给从节点 * *执行debug reload命令*重新加载Redis时,自动触发save命令 * *执行shutdown命令*时,如果没有开启AOF持久化功能自动执行bgsave > 注意:在RDB持久化的过程中有两个问题需要考虑 > > 1. RDB快照过程中Redis是否会停止对外提供服务 > 2. 如果没有停止服务,如何处理新的请求 针对上述问题我们先看一下RDB的持久化执行流程 ![RDB持久化过程](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050735907564.jpg) 根据上图我们可以看到主线程主要是*fork一个子线程*来进行持久化操作,同时父子线程会*共享一个数据区域*,而且该区域设置为read-only方式,该方式下读的时候没有问题,但是写的时候会*触发copyonwrite机制*来进行,接下来我们看看什么是 COW(Copy On Write) 机制 。 #### COW(Copy On Write) 机制 COW(Copy On Write) 机制属于操作系统处理多进程下的一种机制,Redis在持久化的时候会调用*glibc*函数fork一个子进程。父子进程会共享内存里面的代码段和数据段。 所以持久化的时候是完全交给子进程,而父进程继续处理客户端请求,所以在持久化的时候操作系统采用COW机制进程数据段页面的分离。数据段是由很多操作系统的页面组合而成,当父进程对其中一个页面进行数据修改的时候,先将被父子线程共享的这一个页面复制并分离出来,然后直接对复制的页面进程修改,而此时子进程对应的页面是没有修改的。 > Redis采用该机制的简单流程如下。Lunix在fork之后,操作系统会将*父进程的所有内存也权限设置为read-only*,然后子进程的地址空间指向父进程。当父进程只读时没有问题,当有写内存时,*CPU硬件检测到内存也是read-only,于是会触发页异常中断(page-fault)*,陷入到操作系统的一个中断例程。中断例程中,操作系统采用cow机制会触发异常的也复制一份,于是*父子进程各自持有独立的一份*,如果这个时候又大量写入操作,会产生大量的分页错误(页异常中断page-fault),从而触发cow机制。 之所以称之为快照也就是说在子进程创建的那一时刻开始。内存的数据就固定下来了,不会发生变化。 #### RDB的优缺点 ##### 优点: 1. *性能最大化*,fork子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,保证了redis的高性能 2. 重启恢复数据的时候。数据量比较大时候,Redis直接解析RDB二进制文件,生成对应的数据存储在内存中,*比AOF的启动效率更高* ##### 缺点 1. *数据安全性低*,因为是间隔一段时间进行持久化,如果在持久化之间发生了故障,会丢失数据,这也就决定了该方式更适合在数据要求不严谨的时候采用 2. *系统性能耗费*,根据上文提到的Redis执行cow机制时,可以看到大量的*分页错误会耗费不少性能在复制上*。 ## AOF(Append Only File - 仅追加文件) 根据上文,快照在某些情况下不是可行的选择,所以AOF很好的支持了。 #### AOF 原理 该方式非常简单:也就是修改内存的操作命令都会记录下来,加入AOF日志记录都是Redis实例创建以来的所有修改性指令序列,所以恢复也就是顺序执行所有执行。 ![](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050735867316.jpg) Redis使用单线程相应命令,如果每次写AOF文件命令都追加到硬盘,会极大地影响处理性能,所以*Redis会先写入到aof缓冲区*,根据用户配置的同步硬盘策略写入到aof文件中,这个*策略可以通过appendfsync参数配置*, * always:*每一次写操作都会调用一次fsync*,这时数据是最安全的,当然,由于每次都会执行fsync,所以其性能也会受到影响 * no:Redis不会主动调用fsync去将AOF日志内容同步到磁盘,所以这一切就*完全依赖于操作系统的调试了*。对大多数Linux操作系统,是每30秒进行一次fsync,将缓冲区中的数据写到磁盘上。 * everysec:*Redis会默认每隔一秒进行一次fsync调用*,将缓冲区中的数据写到磁盘。*但是当这一次的fsync调用时长超过1秒时。Redis会采取延迟fsync的策略*,再等一秒钟。也就是在两秒后再进行fsync,这一次的fsync就不管会执行多长时间都会进行。这时候由于在fsync时文件描述符会被阻塞,所以当前的写操作就会阻塞。 > 注意,这也是影响Redis性能的参数之一,建议采用 appendfsync everysec(缺省方式) #### AOF重写 所谓重写,Redis在长期运行过程中日志会越来越大,在恢复的时候会非常好使,所以我们的目的就是对日志做瘦身 会从以下几点做瘦身: 1. *无效命令可以删除*,比如del key1、hdel key2、srem keys、set a111、set a222等,直接用最终的数据生成命令保存下来就行 2. *多条命令可以删除*,如:lpush list a、lpush list b、lpush list c可以转化为:lpush list a b c 3. 等等,就不列举了 Redis使用bgrewriteaof指令做瘦身,主要也是开辟一个子进程对内存遍历转化为一系列指令,并序列化到新的文件中,接下来再将操作期间的增量AOF日志追加到新的日志文件中,最终替换了旧的。 AOF重写机制两种方式触发 1. 手动触发:*bgrewriteaof指令* 2. 自动触发:*根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机* * auto-aof-rewrite-min-size:表示运行AOF重写时文件最小体积,默认为64MB。 * auto-aof-rewrite-percentage:代表当前AOF文件空间 (aof_current_size)和上一次重写后AOF文件空间(aof_base_size)的比值。 ``` auto-aof-rewrite-min-size????100auto-aof-rewrite-percentage??64mb复制代码 ``` > 如上代表AOF文件的大小小于64mb(默认值),且当前AOF文件大小比基准大小增长了100%时会触发。 #### AOF优缺点 ##### 优点 *数据安全*,aof持久化配置appendfsync属性,有always,每执行一次命令操作就记录到aof文件一次 ##### 缺点 数据集大的时候,*比如RDB启动效率低* ## 混合持久化(Redis 4.0版本) 我们根据上文知道,RDB恢复会存在大量数据,AOF恢复性能又较慢,所以在Redis4.0中,采用混合持久化,将RDB文件内存和增量的AOF日志文件放在一起,这里的AOF日志不再是全量日志。*而是自持久化开始到持久化结束的这段时间的增量日志*,通常较小,重启效率因此大幅得到提升 ![](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050735293334.jpg) 加载的时候,首先会识别AOF文件是否以REDIS字符串开头,如果是就按照RDB格式加载,加载完成后继续按AOF加载剩余的部分 ### 最后 金三银四到了,送上一个小福利! **[资料领取方式:点击这里蓝色传送门](https://gitee.com/vip204888/java-p7)** ![image.png](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050735774320.jpg) ![image.png](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050735407448.jpg) ![专题+大厂.jpg](http://www.icode9.com/i/li/?n=2&i=images/20210712/1626050736825204.jpg)

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