Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über Redis, das hauptsächlich Fragen im Zusammenhang mit der Persistenz stellt. Ich hoffe, dass es für alle hilfreich ist.
Empfohlenes Lernen: Redis-Tutorial
In diesem Artikel wird der Redis-Persistenzmechanismus unter folgenden Aspekten vorgestellt:
In diesem Artikel werden die beiden Persistenzmethoden von Redis im Detail als Ganzes vorgestellt, einschließlich der Arbeitsprinzip, Persistenzprozess und praktische Strategien sowie einige theoretische Kenntnisse dahinter. Im vorherigen Artikel wurde nur die RDB-Persistenz eingeführt. Die Redis-Persistenz ist jedoch ein Ganzes und kann nicht separat eingeführt werden. Daher wurde sie neu organisiert.
Redis ist eine In-Memory-Datenbank, und im Vergleich zu herkömmlichen relationalen Datenbanken wie MySQL, Oracle und SqlServer, die Daten direkt auf der Festplatte speichern, ist die Lese- und Schreibeffizienz von Redis sehr hoch hoch. Das Speichern im Speicher hat jedoch auch einen großen Nachteil. Sobald der Strom abgeschaltet wird oder der Computer heruntergefahren wird, gehen alle Inhalte in der Speicherdatenbank verloren. Um diesen Mangel auszugleichen, bietet Redis die Funktion, Speicherdaten in Festplattendateien zu speichern und Daten über Sicherungsdateien wiederherzustellen, den Redis-Persistenzmechanismus.
Redis unterstützt zwei Persistenzmethoden: RDB-Snapshot und AOF.
RDB-Snapshot In offiziellen Worten: Die RDB-Persistenzlösung ist ein Punkt-zu-Zeit-Snapshot, der in einem bestimmten Zeitintervall aus Ihrem Datensatz erstellt wird. Es speichert den Speicher-Snapshot aller Datenobjekte in der Redis-Datenbank zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer komprimierten Binärdatei, die für die Sicherung, Übertragung und Wiederherstellung von Redis-Daten verwendet werden kann. Bisher handelt es sich immer noch um die offizielle Standard-Supportlösung.
Da RDB eine Momentaufnahme des Datensatzes in Redis ist, wollen wir zunächst kurz verstehen, wie die Datenobjekte in Redis im Speicher gespeichert und organisiert werden.
Standardmäßig gibt es in Redis 16 Datenbanken, nummeriert von 0-15, jede Redis-Datenbank verwendet eine redisDb对象来表示，redisDbVerwenden Sie eine Hashtabelle, um K-V-Objekte zu speichern. Um das Verständnis zu erleichtern, habe ich eine der Datenbanken als Beispiel genommen, um ein schematisches Diagramm der Speicherstruktur der internen Daten von Redis zu zeichnen. 
Ein Point-in-Time-Snapshot ist der Status jedes Datenobjekts in jeder Datenbank in Redis zu einem bestimmten Zeitpunkt. Unter der Annahme, dass sich zu diesem Zeitpunkt nicht alle Datenobjekte ändern , können wir die Datenstrukturbeziehung oben verfolgen Abbildung: Lesen Sie diese Datenobjekte nacheinander und schreiben Sie sie in Dateien, um Redis-Persistenz zu erreichen. Wenn Redis dann neu startet, wird der Inhalt dieser Datei gemäß den Regeln gelesen und dann in den Redis-Speicher geschrieben, um den Persistenzstatus wiederherzustellen.
Natürlich ist diese Prämisse wahr, wenn unsere obige Annahme wahr ist, sonst hätten wir angesichts eines Datensatzes, der sich ständig ändert, keine Möglichkeit, anzufangen. Wir wissen, dass die Client-Befehlsverarbeitung in Redis ein Single-Thread-Modell ist. Wenn Persistenz als Befehl verarbeitet wird, befindet sich der Datensatz definitiv in einem statischen Zustand. Darüber hinaus kann der durch die vom Betriebssystem bereitgestellte fork()-Funktion erstellte untergeordnete Prozess dieselben Speicherdaten wie der übergeordnete Prozess abrufen, was dem Abrufen einer Kopie der Speicherdaten nach Abschluss der Verzweigung entspricht Der übergeordnete Prozess erledigt dies und die Aufgabe, den Status beizubehalten, wird einfach an den untergeordneten Prozess übergeben.
Natürlich ist die erste Situation nicht ratsam, da eine dauerhafte Sicherung dazu führt, dass der Redis-Dienst in kurzer Zeit nicht verfügbar ist, was für ein System mit hoher HA unerträglich ist. Daher ist die zweite Methode die wichtigste praktische Methode der RDB-Persistenz. Da sich die Daten des übergeordneten Prozesses nach der Verzweigung des untergeordneten Prozesses ständig ändern und der untergeordnete Prozess nicht mit dem übergeordneten Prozess synchronisiert ist, kann die RDB-Persistenz keine Echtzeitleistung garantieren, was zu einem Stromausfall oder einer Ausfallzeit führt, nachdem die RDB-Persistenz abgeschlossen ist der Verlust einiger Daten; Die Häufigkeit der Sicherung bestimmt die Menge der verlorenen Daten. Eine Erhöhung der Sicherungshäufigkeit bedeutet, dass der Fork-Prozess mehr CPU-Ressourcen verbraucht und auch zu größeren Festplatten-E/A führt.
Es gibt zwei Methoden, um die RDB-Persistenz in Redis abzuschließen: rdbSave und rdbSaveBackground (in der Quellcodedatei rdb.c).
rdbSave: Es wird ausgeführt synchron wird der Persistenzprozess sofort nach dem Aufruf der Methode gestartet. Da Redis ein Single-Thread-Modell ist, wird es während des Persistenzprozesses blockiert und Redis kann keine externen Dienste bereitstellen.
rdbSaveBackground: wird im Hintergrund ausgeführt (asynchron). Der Persistenzprozess befindet sich im untergeordneten Prozess (Aufruf von rdbSave), der Hauptprozess stellt weiterhin Dienste bereit
Das Auslösen der RDB-Persistenz muss untrennbar mit den beiden oben genannten Methoden verbunden sein. Die Auslösemethoden sind in manuelle und automatische Methoden unterteilt. Das manuelle Auslösen ist leicht zu verstehen. Dies bedeutet, dass wir manuell Anweisungen zur dauerhaften Sicherung an den Redis-Server initiieren und der Redis-Server dann mit der Ausführung des Persistenzprozesses beginnt. Die Anweisungen hier umfassen Speichern und BGSAVE. Automatisches Auslösen ist ein Persistenzprozess, den Redis automatisch auslöst, wenn voreingestellte Bedingungen basierend auf seinen eigenen Betriebsanforderungen erfüllt sind. Die automatisch ausgelösten Szenarien sind wie folgt (Auszug aus diesem Artikel):
save m n im serverCron-Code >Konfigurationsregeln werden automatisch ausgelöst. <code>save m n配置规则自动触发；
从节点全量复制时，主节点发送rdb文件给从节点完成复制操作，主节点会出发bgsave；
执行debug reload命令重新加载redis时；
默认情况下（未开启AOF）执行shutdown命令时，自动执行bgsave；
结合源码及参考文章，我整理了RDB持久化流程来帮助大家有个整体的了解，然后再从一些细节进行说明。 
从上图可以知道：
自动触发的RDB持久化是通过rdbSaveBackground以子进程方式执行的持久化策略；
手动触发是以客户端命令方式触发的，包含save和bgsave两个命令，其中save命令是在Redis的命令处理线程以阻塞的方式调用rdbSave方法完成的。
自动触发流程是一个完整的链路，涵盖了rdbSaveBackground、rdbSave等，接下来我以serverCron为例分析一下整个流程。
save规则及检查
serverCron是Redis内的一个周期性函数，每隔100毫秒执行一次，它的其中一项工作就是：根据配置文件中save规则来判断当前需要进行自动持久化流程，如果满足条件则尝试开始持久化。了解一下这部分的实现。
在redisServer中有几个与RDB持久化有关的字段，我从代码中摘出来，中英文对照着看下：
struct redisServer {
/* 省略其他字段 */
/* RDB persistence */
long long dirty; /* Changes to DB from the last save
* 上次持久化后修改key的次数 */
struct saveparam *saveparams; /* Save points array for RDB，
* 对应配置文件多个save参数 */
int saveparamslen; /* Number of saving points，
* save参数的数量 */
time_t lastsave; /* Unix time of last successful save
* 上次持久化时间*/
/* 省略其他字段 */
}
/* 对应redis.conf中的save参数 */
struct saveparam {
time_t seconds; /* 统计时间范围 */
int changes; /* 数据修改次数 */
};saveparams对应redis.conf下的save规则，save参数是Redis触发自动备份的触发策略，seconds为统计时间（单位：秒）， changes为在统计时间内发生写入的次数。save m n的意思是：m秒内有n条写入就触发一次快照，即备份一次。save参数可以配置多组，满足在不同条件的备份要求。如果需要关闭RDB的自动备份策略，可以使用save ""。以下为几种配置的说明：
# 表示900秒（15分钟）内至少有1个key的值发生变化，则执行 save 900 1 # 表示300秒（5分钟）内至少有1个key的值发生变化，则执行 save 300 10 # 表示60秒（1分钟）内至少有10000个key的值发生变化，则执行 save 60 10000 # 该配置将会关闭RDB方式的持久化 save ""
serverCron
debug reload-Befehl Beim Neuladen von Redis;
Standardmäßig (AOF ist nicht aktiviert) wird beim Ausführen des Shutdown-Befehls automatisch bgsave ausgeführt. Ich habe den RDB-Persistenzprozess so organisiert, dass jeder ein umfassendes Verständnis dafür hat, ihn zu verstehen und ihn dann im Detail zu erklären. Sie können aus dem Bild oben erkennen: rdbSave auf blockierende Weise. redisServer. Ich habe sie aus dem Code extrahiert und auf Chinesisch und Englisch angesehen: 🎜int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData) {
/* 省略其他逻辑 */
/* 如果用户请求进行AOF文件重写时，Redis正在执行RDB持久化，Redis会安排在RDB持久化完成后执行AOF文件重写，
* 如果aof_rewrite_scheduled为true，说明需要执行用户的请求 */
/* Check if a background saving or AOF rewrite in progress terminated. */
if (hasActiveChildProcess() || ldbPendingChildren())
{
run_with_period(1000) receiveChildInfo();
checkChildrenDone();
} else {
/* 后台无 saving/rewrite 子进程才会进行，逐个检查每个save规则*/
for (j = 0; j = sp->changes
&& server.unixtime-server.lastsave > sp->seconds
&&(server.unixtime-server.lastbgsave_try > CONFIG_BGSAVE_RETRY_DELAY || server.lastbgsave_status == C_OK))
{
serverLog(LL_NOTICE,"%d changes in %d seconds. Saving...", sp->changes, (int)sp->seconds);
rdbSaveInfo rsi, *rsiptr;
rsiptr = rdbPopulateSaveInfo(&rsi);
/* 执行bgsave过程 */
rdbSaveBackground(server.rdb_filename,rsiptr);
break;
}
}
/* 省略：Trigger an AOF rewrite if needed. */
}
/* 省略其他逻辑 */
}saveparams entspricht redis.conf, der Speicherparameter ist die Auslösestrategie für Redis, um eine automatische Sicherung auszulösen, Sekunden ist die statistische Zeit (Einheit: Sekunden), Änderungen Dies ist die Anzahl der Schreibvorgänge, die innerhalb der statistischen Zeit stattgefunden haben. <code>save m n bedeutet: n Schreibvorgänge innerhalb von m Sekunden lösen einen Snapshot, also ein Backup, aus. Es können mehrere Gruppen von Speicherparametern konfiguriert werden, um die Sicherungsanforderungen unter verschiedenen Bedingungen zu erfüllen. Wenn Sie die automatische Sicherungsrichtlinie von RDB deaktivieren müssen, können Sie save "" verwenden. Im Folgenden finden Sie Beschreibungen verschiedener Konfigurationen: 🎜int rdbSaveBackground(char *filename, rdbSaveInfo *rsi) {
pid_t childpid;
if (hasActiveChildProcess()) return C_ERR;
server.dirty_before_bgsave = server.dirty;
server.lastbgsave_try = time(NULL);
// fork子进程
if ((childpid = redisFork(CHILD_TYPE_RDB)) == 0) {
int retval;
/* Child 子进程：修改进程标题 */
redisSetProcTitle("redis-rdb-bgsave");
redisSetCpuAffinity(server.bgsave_cpulist);
// 执行rdb持久化
retval = rdbSave(filename,rsi);
if (retval == C_OK) {
sendChildCOWInfo(CHILD_TYPE_RDB, 1, "RDB");
}
// 持久化完成后，退出子进程
exitFromChild((retval == C_OK) ? 0 : 1);
} else {
/* Parent 父进程：记录fork子进程的时间等信息*/
if (childpid == -1) {
server.lastbgsave_status = C_ERR;
serverLog(LL_WARNING,"Can't save in background: fork: %s",
strerror(errno));
return C_ERR;
}
serverLog(LL_NOTICE,"Background saving started by pid %ld",(long) childpid);
// 记录子进程开始的时间、类型等。
server.rdb_save_time_start = time(NULL);
server.rdb_child_type = RDB_CHILD_TYPE_DISK;
return C_OK;
}
return C_OK; /* unreached */
}serverCron Der Erkennungscode für RDB-Speicherregeln lautet wie folgt: 🎜# no-关闭，yes-开启，默认no appendonly yes appendfilename appendonly.aof
set number 0 incr number incr number incr number incr number incr number
Redis的rdbSave函数是真正进行RDB持久化的函数，流程、细节贼多，整体流程可以总结为：创建并打开临时文件、Redis内存数据写入临时文件、临时文件写入磁盘、临时文件重命名为正式RDB文件、更新持久化状态信息（dirty、lastsave）。其中“Redis内存数据写入临时文件”最为核心和复杂，写入过程直接体现了RDB文件的文件格式，本着一图胜千言的理念，我按照源码流程绘制了下图。 
补充说明一下，上图右下角“遍历当前数据库的键值对并写入”这个环节会根据不同类型的Redis数据类型及底层数据结构采用不同的格式写入到RDB文件中，不再展开了。我觉得大家对整个过程有个直观的理解就好，这对于我们理解Redis内部的运作机制大有裨益。
上一节我们知道RDB是一种时间点（point-to-time）快照，适合数据备份及灾难恢复，由于工作原理的“先天性缺陷”无法保证实时性持久化，这对于缓存丢失零容忍的系统来说是个硬伤，于是就有了AOF。
AOF是Append Only File的缩写，它是Redis的完全持久化策略，从1.1版本开始支持；这里的file存储的是引起Redis数据修改的命令集合（比如：set/hset/del等），这些集合按照Redis Server的处理顺序追加到文件中。当重启Redis时，Redis就可以从头读取AOF中的指令并重放，进而恢复关闭前的数据状态。
AOF持久化默认是关闭的，修改redis.conf以下信息并重启，即可开启AOF持久化功能。
# no-关闭，yes-开启，默认no appendonly yes appendfilename appendonly.aof
AOF本质是为了持久化，持久化对象是Redis内每一个key的状态，持久化的目的是为了在Reids发生故障重启后能够恢复至重启前或故障前的状态。相比于RDB，AOF采取的策略是按照执行顺序持久化每一条能够引起Redis中对象状态变更的命令，命令是有序的、有选择的。把aof文件转移至任何一台Redis Server，从头到尾按序重放这些命令即可恢复如初。举个例子：
首先执行指令set number 0，然后随机调用incr number、get number 各5次，最后再执行一次get number ，我们得到的结果肯定是5。
因为在这个过程中，能够引起number状态变更的只有set/incr类型的指令，并且它们执行的先后顺序是已知的，无论执行多少次get都不会影响number的状态。所以，保留所有set/incr命令并持久化至aof文件即可。按照aof的设计原理，aof文件中的内容应该是这样的（这里是假设，实际为RESP协议）：
set number 0 incr number incr number incr number incr number incr number
最本质的原理用“命令重放”四个字就可以概括。但是，考虑实际生产环境的复杂性及操作系统等方面的限制，Redis所要考虑的工作要比这个例子复杂的多：
Redis Server启动后，aof文件一直在追加命令，文件会越来越大。文件越大，Redis重启后恢复耗时越久；文件太大，转移工作就越难；不加管理，可能撑爆硬盘。很显然，需要在合适的时机对文件进行精简。例子中的5条incr指令很明显的可以替换为为一条set命令，存在很大的压缩空间。
众所周知，文件I/O是操作系统性能的短板，为了提高效率，文件系统设计了一套复杂的缓存机制，Redis操作命令的追加操作只是把数据写入了缓冲区（aof_buf），从缓冲区到写入物理文件在性能与安全之间权衡会有不同的选择。
文件压缩即意味着重写，重写时即可依据已有的aof文件做命令整合，也可以先根据当前Redis内数据的状态做快照，再把存储快照过程中的新增的命令做追加。
aof备份后的文件是为了恢复数据，结合aof文件的格式、完整性等因素，Redis也要设计一套完整的方案做支持。
从流程上来看，AOF的工作原理可以概括为几个步骤：命令追加（append）、文件写入与同步（fsync）、文件重写（rewrite）、重启加载（load），接下来依次了解每个步骤的细节及背后的设计哲学。 
命令追加
Wenn die AOF-Persistenzfunktion aktiviert ist, hängt Redis nach der Ausführung eines Schreibbefehls den ausgeführten Schreibbefehl im Protokollformat (d. h. RESP, dem Kommunikationsprotokoll für die Interaktion zwischen dem Redis-Client und dem Server) an den Redis-Dienst an ) Das Ende des endverwalteten AOF-Puffers. Es gibt nur einen Single-Thread-Anhängevorgang für AOF-Dateien und es gibt keine komplexen Vorgänge wie Suchen. Es besteht kein Risiko einer Dateibeschädigung, selbst wenn es zu einem Stromausfall oder einer Ausfallzeit kommt. Darüber hinaus bietet die Verwendung des Textprotokolls viele Vorteile:
Das Textprotokoll ist gut kompatibel.
Das Textprotokoll ist der Anforderungsbefehl des Clients und erfordert keine sekundäre Verarbeitung, wodurch der Verarbeitungsaufwand während der Speicherung und Speicherung gespart wird Laden;
Das Textprotokoll ist lesbar und bequem zum Anzeigen, Ändern und anderen Bearbeiten.
Der AOF-Puffertyp ist eine von Redis unabhängig entworfene Datenstruktur sds. Redis verwendet je nach Befehlstyp unterschiedliche Methoden (catAppendOnlyGenericCommand, catAppendOnlyExpireAtCommand). code> usw.), um den Befehlsinhalt zu verarbeiten und schließlich in den Puffer zu schreiben. <code>sds，Redis会根据命令的类型采用不同的方法（catAppendOnlyGenericCommand、catAppendOnlyExpireAtCommand等）对命令内容进行处理，最后写入缓冲区。
需要注意的是：如果命令追加时正在进行AOF重写，这些命令还会追加到重写缓冲区（aof_rewrite_buffer）。
文件写入与同步
AOF文件的写入与同步离不开操作系统的支持，开始介绍之前，我们需要补充一下Linux I/O缓冲区相关知识。硬盘I/O性能较差，文件读写速度远远比不上CPU的处理速度，如果每次文件写入都等待数据写入硬盘，会整体拉低操作系统的性能。为了解决这个问题，操作系统提供了延迟写（delayed write）机制来提高硬盘的I/O性能。 
传统的UNIX实现在内核中设有缓冲区高速缓存或页面高速缓存，大多数磁盘I/O都通过缓冲进行。 当将数据写入文件时，内核通常先将该数据复制到其中一个缓冲区中，如果该缓冲区尚未写满，则并不将其排入输出队列，而是等待其写满或者当内核需要重用该缓冲区以便存放其他磁盘块数据时， 再将该缓冲排入到输出队列，然后待其到达队首时，才进行实际的I/O操作。这种输出方式就被称为延迟写。
延迟写减少了磁盘读写次数，但是却降低了文件内容的更新速度，使得欲写到文件中的数据在一段时间内并没有写到磁盘上。当系统发生故障时，这种延迟可能造成文件更新内容的丢失。为了保证磁盘上实际文件系统与缓冲区高速缓存中内容的一致性，UNIX系统提供了sync、fsync和fdatasync三个函数为强制写入硬盘提供支持。
Redis每次事件轮训结束前（beforeSleep）都会调用函数flushAppendOnlyFile，flushAppendOnlyFile会把AOF缓冲区（aof_buf）中的数据写入内核缓冲区，并且根据appendfsync配置来决定采用何种策略把内核缓冲区中的数据写入磁盘，即调用fsync()。该配置有三个可选项always、no、everysec，具体说明如下：
always：每次都调用fsync()，是安全性最高、性能最差的一种策略。
no：不会调用fsync()。性能最好，安全性最差。
everysec：仅在满足同步条件时调用fsync()。这是官方建议的同步策略，也是默认配置，做到兼顾性能和数据安全性，理论上只有在系统突然宕机的情况下丢失1秒的数据。
注意：上面介绍的策略受配置项no-appendfsync-on-rewrite的影响，它的作用是告知Redis：AOF文件重写期间是否禁止调用fsync()，默认是no。
如果appendfsync设置为always或everysec，后台正在进行的BGSAVE或者BGREWRITEAOF消耗过多的磁盘I/O，在某些Linux系统配置下，Redis对fsync()的调用可能阻塞很长时间。然而这个问题还没有修复，因为即使是在不同的线程中执行fsync()，同步写入操作也会被阻塞。
为了缓解此问题，可以使用该选项，以防止在进行BGSAVE或BGREWRITEAOF时在主进程中调用fsync(）。
设置为yes意味着，如果子进程正在进行BGSAVE或BGREWRITEAOF，AOF的持久化能力就与appendfsync设置为no有着相同的效果。最糟糕的情况下，这可能会导致30秒的缓存数据丢失。
如果你的系统有上面描述的延迟问题，就把这个选项设置为yes，否则保持为no
aof_rewrite_buffer) angehängt werden. 🎜🎜Die traditionelle UNIX-Implementierung ist Es gibt einen Puffer-Cache oder Seiten-Cache im Kernel, und die meisten Festplatten-E/A erfolgen durch Pufferung. Beim Schreiben von Daten in eine Datei kopiert der Kernel die Daten normalerweise zuerst in einen der Puffer. Wenn der Puffer noch nicht voll ist, stellt er sie nicht in die Ausgabewarteschlange, sondern wartet darauf, dass sie voll sind oder wenn der Kernel sie benötigt Wenn der Puffer zum Speichern anderer Plattenblockdaten wiederverwendet wird, wird der Puffer in die Ausgabewarteschlange eingereiht, und der eigentliche E/A-Vorgang wird erst ausgeführt, wenn er den Kopf der Warteschlange erreicht. Diese Ausgabemethode wird als verzögertes Schreiben bezeichnet. 🎜🎜Verzögertes Schreiben reduziert die Anzahl der Lese- und Schreibvorgänge auf der Festplatte, verringert aber auch die Aktualisierungsgeschwindigkeit des Dateiinhalts, sodass die in die Datei zu schreibenden Daten für einen bestimmten Zeitraum nicht auf die Festplatte geschrieben werden. Wenn ein Systemfehler auftritt, kann diese Verzögerung dazu führen, dass Dateiaktualisierungen verloren gehen. Um die Konsistenz zwischen dem tatsächlichen Dateisystem auf der Festplatte und dem Inhalt im Puffercache sicherzustellen, bietet das UNIX-System drei Funktionen: sync, fsync und fdatasync, um das erzwungene Schreiben auf die Festplatte zu unterstützen. 🎜🎜Redis ruft die Funktion
flushAppendOnlyFile auf, bevor jede Ereignisrotation endet (beforeSleep), und flushAppendOnlyFile ruft den AOF-Puffer auf (aof_buf ) wird in den Kernel-Puffer geschrieben, und die zum Schreiben der Daten im Kernel-Puffer auf die Festplatte verwendete Strategie wird basierend auf der appendfsync-Konfiguration bestimmt, d. h. durch Aufrufen von fsync( ). Diese Konfiguration hat drei Optionen: <code>immer, nein und jede Sekunde. Die Details sind wie folgt: 🎜🎜🎜🎜immer: aufrufen every time fsync() ist die sicherste und leistungsschwächste Strategie. 🎜🎜🎜🎜nein: fsync() wird nicht aufgerufen. Beste Leistung, schlechteste Sicherheit. 🎜🎜🎜🎜jede Sekunde: Rufen Sie fsync() nur auf, wenn die Synchronisierungsbedingungen erfüllt sind. Dies ist die offiziell empfohlene Synchronisierungsstrategie und ist auch die Standardkonfiguration. Sie berücksichtigt sowohl die Leistung als auch die Datensicherheit. Theoretisch geht bei einem plötzlichen Systemausfall nur 1 Sekunde Daten verloren. 🎜🎜🎜🎜Hinweis: Die oben eingeführte Strategie wird durch das Konfigurationselement no-appendfsync-on-rewrite beeinflusst. Seine Funktion besteht darin, Redis darüber zu informieren, ob der Aufruf von fsync( während der AOF-Datei verboten werden soll rewriting ), der Standardwert ist no. 🎜🎜Wenn appendfsync auf always oder everysec eingestellt ist, wird BGSAVE oder ausgeführt Das im Hintergrund verarbeitete >BGREWRITEAOF verbraucht zu viel Festplatten-E/A. Unter bestimmten Linux-Systemkonfigurationen kann der Aufruf von Redis an fsync() längere Zeit blockieren. Dieses Problem wurde jedoch nicht behoben, da der synchrone Schreibvorgang auch dann blockiert wird, wenn fsync() in einem anderen Thread ausgeführt wird. 🎜🎜Um dieses Problem zu mildern, kann diese Option verwendet werden, um zu verhindern, dass fsync() im Hauptprozess aufgerufen wird, wenn BGSAVE oder BGREWRITEAOF ausgeführt wird. 🎜🎜🎜🎜Auf yes gesetzt bedeutet, dass, wenn der untergeordnete Prozess BGSAVE oder BGREWRITEAOF ausführt, die AOF-Persistenzfähigkeit dieselbe ist wie Das Setzen von appendfsync auf no hat den gleichen Effekt. Im schlimmsten Fall kann dies dazu führen, dass 30 Sekunden der zwischengespeicherten Daten verloren gehen. 🎜🎜🎜🎜Wenn Ihr System die oben beschriebenen Latenzprobleme aufweist, setzen Sie diese Option auf ja, andernfalls belassen Sie sie auf nein. 🎜🎜🎜🎜Dateiumschreibung🎜如前面提到的，Redis长时间运行，命令不断写入AOF，文件会越来越大，不加控制可能影响宿主机的安全。
为了解决AOF文件体积问题，Redis引入了AOF文件重写功能，它会根据Redis内数据对象的最新状态生成新的AOF文件，新旧文件对应的数据状态一致，但是新文件会具有较小的体积。重写既减少了AOF文件对磁盘空间的占用，又可以提高Redis重启时数据恢复的速度。还是下面这个例子，旧文件中的6条命令等同于新文件中的1条命令，压缩效果显而易见。 
我们说，AOF文件太大时会触发AOF文件重写，那到底是多大呢？有哪些情况会触发重写操作呢？ ** 与RDB方式一样，AOF文件重写既可以手动触发，也会自动触发。手动触发直接调用bgrewriteaof命令，如果当时无子进程执行会立刻执行，否则安排在子进程结束后执行。自动触发由Redis的周期性方法serverCron检查在满足一定条件时触发。先了解两个配置项：
auto-aof-rewrite-percentage：代表当前AOF文件大小（aof_current_size）和上一次重写后AOF文件大小（aof_base_size）相比，增长的比例。
auto-aof-rewrite-min-size：表示运行BGREWRITEAOF时AOF文件占用空间最小值，默认为64MB；
Redis启动时把aof_base_size初始化为当时aof文件的大小，Redis运行过程中，当AOF文件重写操作完成时，会对其进行更新；aof_current_size为serverCron执行时AOF文件的实时大小。当满足以下两个条件时，AOF文件重写就会触发：
增长比例：(aof_current_size - aof_base_size) / aof_base_size > auto-aof-rewrite-percentage 文件大小：aof_current_size > auto-aof-rewrite-min-size
手动触发与自动触发的代码如下，同样在周期性方法serverCron中：
int serverCron(struct aeEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData) {
/* 省略其他逻辑 */
/* 如果用户请求进行AOF文件重写时，Redis正在执行RDB持久化，Redis会安排在RDB持久化完成后执行AOF文件重写，
* 如果aof_rewrite_scheduled为true，说明需要执行用户的请求 */
if (!hasActiveChildProcess() &&
server.aof_rewrite_scheduled)
{
rewriteAppendOnlyFileBackground();
}
/* Check if a background saving or AOF rewrite in progress terminated. */
if (hasActiveChildProcess() || ldbPendingChildren())
{
run_with_period(1000) receiveChildInfo();
checkChildrenDone();
} else {
/* 省略rdb持久化条件检查 */
/* AOF重写条件检查：aof开启、无子进程运行、增长百分比已设置、当前文件大小超过阈值 */
if (server.aof_state == AOF_ON &&
!hasActiveChildProcess() &&
server.aof_rewrite_perc &&
server.aof_current_size > server.aof_rewrite_min_size)
{
long long base = server.aof_rewrite_base_size ?
server.aof_rewrite_base_size : 1;
/* 计算增长百分比 */
long long growth = (server.aof_current_size*100/base) - 100;
if (growth >= server.aof_rewrite_perc) {
serverLog(LL_NOTICE,"Starting automatic rewriting of AOF on %lld%% growth",growth);
rewriteAppendOnlyFileBackground();
}
}
}
/**/
}AOF文件重写的流程是什么？听说Redis支持混合持久化，对AOF文件重写有什么影响？
从4.0版本开始，Redis在AOF模式中引入了混合持久化方案，即：纯AOF方式、RDB+AOF方式，这一策略由配置参数aof-use-rdb-preamble（使用RDB作为AOF文件的前半段）控制，默认关闭(no)，设置为yes可开启。所以，在AOF重写过程中文件的写入会有两种不同的方式。当aof-use-rdb-preamble的值是：
no：按照AOF格式写入命令，与4.0前版本无差别；
yes：先按照RDB格式写入数据状态，然后把重写期间AOF缓冲区的内容以AOF格式写入，文件前半部分为RDB格式，后半部分为AOF格式。
结合源码（6.0版本，源码太多这里不贴出，可参考aof.c）及参考资料，绘制AOF重写（BGREWRITEAOF）流程图： 
结合上图，总结一下AOF文件重写的流程：
rewriteAppendOnlyFileBackground开始执行，检查是否有正在进行的AOF重写或RDB持久化子进程：如果有，则退出该流程；如果没有，则继续创建接下来父子进程间数据传输的通信管道。执行fork()操作，成功后父子进程分别执行不同的流程。
记录子进程信息（pid）、时间戳等；
继续响应其他客户端请求；
收集AOF重写期间的命令，追加至aof_rewrite_buffer；
等待并向子进程同步aof_rewrite_buffer的内容；
修改当前进程名称，创建重写所需的临时文件，调用rewriteAppendOnlyFile函数；
根据aof-use-rdb-preamble配置，以RDB或AOF方式写入前半部分，并同步至硬盘；
从父进程接收增量AOF命令，以AOF方式写入后半部分，并同步至硬盘；
重命名AOF文件，子进程退出。
Redis启动后通过loadDataFromDisk函数执行数据加载工作。这里需要注意，虽然持久化方式可以选择AOF、RDB或者两者兼用，但是数据加载时必须做出选择，两种方式各自加载一遍就乱套了。
Theoretisch bietet die AOF-Persistenz eine bessere Echtzeitleistung als RDB. Wenn die AOF-Persistenz aktiviert ist, gibt Redis AOF beim Laden von Daten Priorität. Darüber hinaus unterstützt AOF nach Redis 4.0 die Hybridpersistenz, und beim Laden von AOF-Dateien muss die Versionskompatibilität berücksichtigt werden. Der Redis-Datenladevorgang ist in der folgenden Abbildung dargestellt: 
Im AOF-Modus sind die generierten Dateien, wenn der Hybrid-Persistenzmechanismus aktiviert ist, „RDB-Header + AOF-Tail“. AOF-Format. Unter Berücksichtigung der Kompatibilität der beiden Dateiformate verwendet Redis, wenn es sich bei der AOF-Datei um einen RDB-Header handelt, die RDB-Datenlademethode zum Lesen und Wiederherstellen der ersten Hälfte und verwendet dann die AOF-Methode zum Lesen und Wiederherstellen der zweiten Hälfte . Da es sich bei den im AOF-Format gespeicherten Daten um RESP-Protokollbefehle handelt, verwendet Redis einen Pseudo-Client, um Befehle zur Wiederherstellung der Daten auszuführen.
Wenn während des Anhängevorgangs des AOF-Befehls eine Ausfallzeit auftritt, ist der RESP-Befehl des AOF aufgrund der technischen Merkmale des verzögerten Schreibens möglicherweise unvollständig (abgeschnitten). Wenn diese Situation auftritt, führt Redis je nach Konfigurationselement aof-load-truncated unterschiedliche Verarbeitungsstrategien aus. Diese Konfiguration weist Redis an, beim Start die AOF-Datei zu lesen und zu tun, wenn festgestellt wird, dass die Datei abgeschnitten (unvollständig) ist: aof-load-truncated执行不同的处理策略。这个配置是告诉Redis启动时读取aof文件，如果发现文件被截断（不完整）时该如何处理：
yes：则尽可能多的加载数据，并以日志的方式通知用户；
no：则以系统错误的方式崩溃，并禁止启动，需要用户修复文件后再重启。
Redis提供了两种持久化的选择：RDB支持以特定的实践间隔为数据集生成时间点快照；AOF把Redis Server收到的每条写指令持久化到日志中，待Redis重启时通过重放命令恢复数据。日志格式为RESP协议，对日志文件只做append操作，无损坏风险。并且当AOF文件过大时可以自动重写压缩文件。
当然，如果你不需要对数据进行持久化，也可以禁用Redis的持久化功能，但是大多数情况并非如此。实际上，我们时有可能同时使用RDB和AOF两种方式的，最重要的就是我们要理解两者的区别，以便合理使用。
RDB优点
RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某一个时间点上的数据快照，非常适合用于备份、全量复制等场景。
RDB对灾难恢复、数据迁移非常友好，RDB文件可以转移至任何需要的地方并重新加载。
RDB是Redis数据的内存快照，数据恢复速度较快，相比于AOF的命令重放有着更高的性能。
RDB缺点
RDB方式无法做到实时或秒级持久化。因为持久化过程是通过fork子进程后由子进程完成的，子进程的内存只是在fork操作那一时刻父进程的数据快照，而fork操作后父进程持续对外服务，内部数据时刻变更，子进程的数据不再更新，两者始终存在差异，所以无法做到实时性。
RDB持久化过程中的fork操作，会导致内存占用加倍，而且父进程数据越多，fork过程越长。
Redis请求高并发可能会频繁命中save规则，导致fork操作及持久化备份的频率不可控；
RDB文件有文件格式要求，不同版本的Redis会对文件格式进行调整，存在老版本无法兼容新版本的问题。
AOF优点
AOF持久化有更好的实时性，我们可以选择三种不同的方式（appendfsync）：no、every second、always，every second作为默认的策略具有最好的性能，极端情况下可能会丢失一秒的数据。
AOF文件只有append操作，无复杂的seek等文件操作，没有损坏风险。即使最后写入数据被截断，也很容易使用redis-check-aof
redis-check-aof problemlos repariert werden. 🎜🎜🎜🎜Wenn die AOF-Datei größer wird, kann Redis sie automatisch im Hintergrund neu schreiben. Während des Umschreibvorgangs wird die alte Datei weiterhin geschrieben. Nach Abschluss des Umschreibvorgangs wird die neue Datei kleiner und der inkrementelle Befehl während des Umschreibvorgangs wird auch an die neue Datei angehängt. 🎜🎜🎜🎜Die AOF-Datei enthält alle Betriebsbefehle für Daten in Redis auf eine Weise, die leicht zu verstehen und zu analysieren ist. Selbst wenn alle Daten versehentlich gelöscht werden, können wir alle Daten abrufen, indem wir den letzten Befehl entfernen, solange die AOF-Datei nicht neu geschrieben wird. 🎜🎜🎜🎜AOF unterstützt bereits Hybridpersistenz, die Dateigröße kann effektiv gesteuert werden und die Effizienz des Datenladens wird verbessert. 🎜🎜🎜🎜AOF-Nachteile 🎜🎜🎜🎜Für die gleiche Datenerfassung sind AOF-Dateien normalerweise größer als RDB-Dateien; 🎜🎜🎜🎜 Unter einer bestimmten Fsync-Strategie ist AOF etwas langsamer als RDB. Im Allgemeinen ist die Leistung von fsync_every_second immer noch sehr hoch und die Leistung von fsync_no mit der von RDB vergleichbar. Unter enormem Schreibdruck kann RDB jedoch die größte Garantie für niedrige Latenzzeiten bieten. 🎜Auf AOF ist Redis einmal auf einige seltene Fehler gestoßen, die auf RDB kaum zu finden sind. Einige spezielle Anweisungen (z. B. BRPOPLPUSH) führen dazu, dass die neu geladenen Daten nicht mit denen vor der Persistenz übereinstimmen, die Redis-Beamte einmal unter denselben Bedingungen getestet haben, das Problem konnte jedoch nicht reproduziert werden.
Nachdem wir die Arbeitsprinzipien, Ausführungsprozesse, Vor- und Nachteile der beiden Persistenzmethoden RDB und AOF verstanden haben, überlegen wir uns, wie wir die Vor- und Nachteile in tatsächlichen Szenarien abwägen und die beiden Persistenzen nutzen können Methoden sinnvoll. Wenn Sie Redis nur als Caching-Tool verwenden, können alle Daten basierend auf der persistenten Datenbank rekonstruiert werden. Sie können die Persistenzfunktion deaktivieren und Schutzarbeiten wie Vorheizen, Cache-Penetration, Ausfall und Lawine durchführen.
Unter normalen Umständen übernimmt Redis mehr Arbeit, wie z. B. verteilte Sperren, Rankings, Registrierungszentren usw. Die Persistenzfunktion wird bei der Notfallwiederherstellung und Datenmigration eine größere Rolle spielen. Es wird empfohlen, mehrere Grundsätze zu befolgen:
Verwenden Sie Redis nicht als Datenbank. Alle Daten können vom Anwendungsdienst so weit wie möglich automatisch rekonstruiert werden.
Verwenden Sie Redis Version 4.0 oder höher und verwenden Sie die AOF+RDB-Hybrid-Persistenzfunktion.
Planen Sie den von Redis maximal belegten Speicher sinnvoll, um zu verhindern, dass beim AOF-Umschreiben oder Speichern nicht genügend Ressourcen zur Verfügung stehen.
Vermeiden Sie die Bereitstellung mehrerer Instanzen auf einer einzigen Maschine.
Die meisten Produktionsumgebungen werden in Clustern bereitgestellt. Die Persistenzfunktion kann auf dem Slave aktiviert werden, sodass der Master externe Schreibdienste besser bereitstellen kann.
Sicherungsdateien sollten automatisch in externe Computerräume oder Cloud-Speicher hochgeladen werden, um eine Notfallsicherung vorzubereiten.
Durch die obige Analyse wissen wir alle, dass RDB-Snapshots und AOF-Umschreiben einen Fork erfordern. Dies ist ein schwerer Vorgang und führt zu einer Blockierung von Redis. Um die Reaktion des Redis-Hauptprozesses nicht zu beeinträchtigen, müssen wir daher die Blockierung so weit wie möglich reduzieren.
Reduzieren Sie die Häufigkeit von Forks. Sie können beispielsweise RDB manuell auslösen, um Snapshots und AOF-Rewrites zu generieren.
Kontrollieren Sie die maximale Speichernutzung von Redis, um zu verhindern, dass Forks zu lange dauern Leistungshardware ;
Konfigurieren Sie die Speicherzuweisungsstrategie von Linux ordnungsgemäß, um Fork-Fehler aufgrund unzureichenden physischen Speichers zu vermeiden
Empfohlenes Lernen:
Redis-LerntutorialDas obige ist der detaillierte Inhalt vonDetaillierte Erläuterung der Persistenzprinzipien der klassischen Redis-Techniken. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
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