Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化
RDB
- RDB文件用于保存和恢复Redis服务器所有数据库的全部键值对数据。
- RDB持久化是在某个时间点上将数据库状态保存到一个RDB文件中,也就是通过保存数据库中的键值对来记录数据库状态。
- RDB文件是一个保存在硬盘上的经过压缩的二进制文件,由多个部分组成。对于不同类型的键值对,RDB文件会使用不同的方式保存。
RDB文件写入
两个命令作用于RDB文件的写入,SAVE命令和BGSAVE命令:
- SAVE命令由服务器进程执行创建RDB文件,会阻塞Redis服务器进程
- BGSAVE命令不会阻塞Redis服务器进程,会派生一个子进程创建RDB文件
RDB文件载入
- RDB文件的载入在服务器启动时自动执行,启动时检测到RDB文件存在就会自动载入。
- 由于AOF文件更新频率比RDB高,所以如果服务器开启了AOF持久化功能,优先使用AOF还原。只有AOF持久化功能关闭时,服务器才会使用RDB还原。
- 当服务器载入RDB文件时,会一直处于阻塞状态,服务是不可用的。
- 服务器状态中会保存所有用save选项设置的保存条件,当任意一个保存条件被满足时,服务器会自动执行BGSAVE命令。当服务器突然停止工作时,丢失的数据就是自上一次BGSAVE命令之后到停机时更新的数据。
RDB文件结构图
图例:
- 粉色框中字段为固定字符串
- 绿色框中字段为整数
- 紫色框中是拓展的数据
- 黄色框中value类型是一个枚举的常量
- 蓝色框中是实际存储的键值对数据
AOF持久化(Append Only File)
- AOF持久化通过保存Redis服务器执行的写命令来记录数据库状态。
- AOF文件中所有命令都以Redis命令请求协议的格式保存。
- 服务器启动时通过载入和执行AOF文件中保存的命令来还原数据库。
AOF文件写入
- 命令请求会先保存到AOF缓冲区里面,之后再定期写入并同步到AOF文件。
- 执行的写命令都追加到AOF文件尾部保存。
AOF文件还原
AOF文件中包含了重建数据库状态所需的所有写命令,服务器读取并且重新执行一遍AOF文件中的命令就可以还原数据库。
AOF文件还原步骤如下:
- 创建一个不带网络连接的伪客户端,用于执行AOF文件中的命令
- 从AOF文件中分析并读取一条命令
- 使用伪客户端执行被读出的写命令
- 重复2和3步骤,直到AOF文件中的写命令全部执行完成
AOF文件重写(rewrite)
为了解决AOF文件体积膨胀的问题,提供AOF文件重写(rewrite)功能。
重写功能创建一个新的AOF文件代替旧的AOF文件,新旧两个AOF文件保存相同的数据库状态,只是新AOF文件不包含任何浪费空间的冗余命令,所以新的AOF文件要小的多。
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重写功能通过读取服务器当前的数据库状态来实现,无需对现有AOF文件操作,实现原理如下:
- 首先从数据库中读取键值对现在的值
- 然后用一条命令去记录键值对,代替之前记录这个键值对的多条命令
- 直到数据中所有数据重写完成
AOF文件重写(rewrite)之后的新的AOF文件只包含还原当前数据库所必须的命令,所以不会浪费空间。
AOF文件重写程序放到子进程中执行,服务器可以继续处理命令,并且子进程带有服务器的数据副本,使用子进程而不是子线程,可以避免使用锁的情况下,保证数据的安全性。
AOF重写时,服务器继续执行命令,可能导致数据的不一致。为解决数据不一致问题,设置AOF重写缓冲区,在子进程创建之后开始使用,服务器执行完一个写命令,同时将这个写命令发送到AOF重写缓冲区。
AOF重写完成后,AOF重写缓冲区中的内容写入新的AOF文件中,这时新的AOF文件与数据库保持一致;新文件覆盖旧文件,服务器接收的命令将会更新在新文件中。