10分钟彻底理解Redis的持久化机制：RDB和AOF

曾经终败给现在 2023-02-17 01:27 107阅读 0赞

点击上方“码农进阶之路”，选择“设为星标”

回复“面经”获取面试资料

![format_png][]

来源：juejin.im/post/5d09a9ff51882577eb133aa9

##  ##

## 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：

![format_png 1][]

**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。

![format_png 2][]

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。

![format_png 3][]

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。

--------------------

## 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

![format_png 4][]

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

![format_png 5][]

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：

*  生成临时rdb文件，并写入数据。
 *  完成数据写入，用临时文件替代正式rdb文件。
 *  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**

*  与AOF方式相比，通过rdb文件恢复数据比较快。
 *  rdb文件非常紧凑，适合于数据备份。
 *  通过RDB进行数据备份，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**

*  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。
 *  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。
 *  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。

--------------------

## 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。

![format_png 6][]

**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文件中，这种策略很安全，但是每个写请求都有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，影响服务器性能，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：

![format_png 7][]

重写aof文件的好处

*  压缩aof文件，减少磁盘占用量。
 *  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

3、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 ###

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

--------------------

## 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。

![format_png 8][]

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。

--------------------

## 小结 ##

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的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。

![format_png 9][]

往期精选

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块一：Java基础】][2019_460_Java_Java]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块二：Java集合类】][2019_460_Java_Java 1]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块三：Java并发】][2019_460_Java_Java 2]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块四：Java虚拟机】][2019_460_Java_Java 3]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块五：计算机网络】][2019_460_Java]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块六：计算机操作系统】][2019_460_Java 1]

[2019秋招：460道Java后端面试高频题答案版【模块七：设计模式】][2019_460_Java 2]

码农进阶之路

长按二维码关注

![format_png 10][]

面经 | 原理 | 源码 | 实战 | 工具

![format_png 11][]

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9XNERDcWp0cWVhdjZENEo5aWFjUVhiWGVBZGwwQkQ3Sk16dFJ2OUUwS1hXTXBtd0E2TFdKN2FXU3NrNXROQWdqczg0ZTdwNFFaQzNaWlBNWVhjUGljTjBRLzY0MA?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvNkhuMVRpYTdGbWc5ZEV3VXFHU1lQcUFETEpFVUlJNGtadVFuS2Vsck5FOFUyRE10QlRBaWJ0YmcvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNveVc4ZXpnYk1CeXo2MjRpYnFHdkFWM1pkUklNaHNzb0pEeTl2bFp0TFUyTzI0UjdxNTU3b1N4dy82NDA?x-oss-process=image/format,png
[format_png 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvZGFxQktpYmJsRElnbUhpYWpSa1lVUUQzc3FDN2hwc3JLRVdpYmUzTE5idE85cU51QWlhWGt5aWFNZUEvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 4]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvQmljbTN1Q2swZTFxMG5hY2cxTmxPUzMzV1JhWFlHVWc1QjBoQWtaQTFDaWFwckVDd3BxVmVUbmcvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 5]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvM291NjUzQks0dHZuSktFR0ZyRnZpYXVDUkZDRW5LeWpWTGhiN3NvWk4ySnAycWx1QXFpY3g4QWcvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 6]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvMGZGZG5xaDNjTXh2ZWdWeVFWcXFGZElYbnpabW9iUTV1MTlsQ1lOOWRrdUR2MVNGN0VLbzJBLzY0MA?x-oss-process=image/format,png
[format_png 7]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvNVVOcmt3RmFObGFBSE5rU0hTNTI1cDVFQjZWUnF0c1dBc3ZmN2RsaWJhRmljVzdJVmdsMkswQ3cvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 8]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6L2VRUHlCZmZZYnVlNllzVFBNMVdaRkkzTVVBU0YxRTNvNDNTdXdESW5Ca2Z4VmliRG92ZDRxTFhkdUJGaWFqYnVZcTZ1VnFJOFF6OVBPdUc0SUh1S2tKWUEvNjQw?x-oss-process=image/format,png
[format_png 9]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2dpZi82YVZhT045S2liZjdjaWM5VWM1dHBJNjhKb0pxQ2QxRFJsRmlibWp0M2t6eXAzM1ZxMEtjaWJQRXBLYUNjeFhZY054OXBPbDU5d29CdGlhNmVVTGdvRnJQSERBLzY0MA?x-oss-process=image/format,png
[2019_460_Java_Java]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&idx=1&mid=2247484494&scene=21&sn=1e5f782e60a8d983ea256b4d4b603049#wechat_redirect
[2019_460_Java_Java 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&idx=1&mid=2247484495&scene=21&sn=d561aa0679f203aae9fd2561cdd796ca#wechat_redirect
[2019_460_Java_Java 2]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&idx=1&mid=2247484496&scene=21&sn=27c84ebb4b7d86e7fa48a3d158c42bd5#wechat_redirect
[2019_460_Java_Java 3]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&chksm=fd1143caca66cadc3bc7777299bfaee4b92e73850af275ce51a87f43e390e762fbb6b4f0fe48&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484498&scene=21&sn=98cfe73ccb25b48f597f6ae388bf5e25&token=628438799#wechat_redirect
[2019_460_Java]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&chksm=fd1143c1ca66cad7e846f780b178d59af6aad9cc80bf476b24e7e937386bbcbd2b56cfba7325&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484505&scene=21&sn=e29c828758f3801091e9f2f0cb2769a6&token=628438799#wechat_redirect
[2019_460_Java 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&chksm=fd1143c2ca66cad424704a5d7469660c86c3ffd252a1aeea327d63cfcbd0ed20d3016ce4860a&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484506&scene=21&sn=b0709b16632ec30fde025e2db409f4e6&token=628438799#wechat_redirect
[2019_460_Java 2]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjY4ODg4Nw%3D%3D&chksm=fd1143c3ca66cad53abf3390ccfd33278a44ee49ae77d06ef6f8d416bd24e9d9ae04ed31a27e&idx=1&lang=zh_CN&mid=2247484507&scene=21&sn=99c5fa753f44f3926457c151ed2d6089&token=1855460459#wechat_redirect
[format_png 10]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9XNERDcWp0cWVhdXh6dVRYb1BkMXhrbkxRM2JGUUtVTXNtaWJxRzJFcFBnNWpiOTY2YUhOeDNRSnZjSHVhemFpYTRpY1d4TTZqUDlpYTZaczdvaWJ0bDJFa0lnLzY0MA?x-oss-process=image/format,png
[format_png 11]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9iOTZDaWJDdDcwaWFhQkFpY0ROQ1NzNkgwTzBTQkdTQUxmbmljTlRrcWE1VDZZWTZhbTM0NmhkcGpsTlZ0clpSTUVkZGg2QktSSW1TaWNYSkhQVWhrYTR4amJnLzY0MA?x-oss-process=image/format,png