redis初级——持久化AOF

持久化之AOF

​ AOF（append only file）持久化：以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性，目前已经是Redis持久化的主流方式。

​ 开启AOF功能需要设置配置：appendonly yes，默认不开启。AOF文件名通过appendfilename配置设置，默认文件名是appendonly.aof。保存路径同RDB持久化方式一致，通过dir配置指定。AOF的工作流程操作：命令写入（append）、文件同步（sync）、文件重写（rewrite）、重启加载（load）。

（1）所有的写入命令会追加到aof_buf（缓冲区）中。

（2）AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作。

（3）随着AOF文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的。

（4）当Redis服务器重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复。

1.命令写入

​ AOF命令写入的内容直接是文本协议格式。例如set hello world这条命令，在AOF缓冲区会追加如下文本：

*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nhello\r\n$5\r\nworld\r\n

​ 关于命令写入还有两个疑问。

（1）AOF为什么直接采用文本协议格式？

​ ① 文本协议具有很好的兼容性。

​ ② 开启AOF后，所有写入命令都包含追加操作，直接采用协议格式，避免了二次处理开销。

​ ③ 文本协议具有可读性，方便直接修改和处理。

（2）AOF为什么会把命令追加到aof_bug中？

​ Redis使用单线程响应命令，如果每次写AOF文件命令都追加到硬盘，那么性能将完全取决于硬盘负载。先写入缓冲区aof_buf中，还有另一个好处，Redis可以提供多种缓冲区同步硬盘的策略，在性能和安全性方面做出平衡。

2.文件同步

​ Redis提供了三种AOF缓冲区同步文件策略，由参数appendfsync控制，分别为no，always，everysec。

​ fsync()的调用是为了告诉操作系统将数据实际写到硬盘上，而appendfsync配置则决定了何时调用fsync()。

可配置值	说明
no	命令写入到aof_buf缓冲区后，调用操作系统的write操作，不调用fsync方法
always	命令写入到aof_buf缓冲区后，调用fsync方法
everysec	命令写入到aof_buf缓冲区后，调用操作系统的write操作，fsync方法由专门线程每秒调用一次

write是将数据写入到文件系统缓冲区，其数据还是在内存中，fsync则是强制将数据写入到硬盘中。

（1）always

​ 当配置为always时，每次写入命令都要同步AOF文件，如果使用的是SATA硬盘，Redis此时只能支持大约几百的TPS写入，性能方面大大降低。

（2）no

​ 当配置为no时，由于操作系统每次将数据实际写入到硬盘并不可控，而且会大大加大每次同步硬盘的数据量。虽然性能上会有所提上，但是数据的安全性却无法得到保障。

（3）everysec

​ 配置为everysec，是Redis的默认配置也是建议配置，兼顾了性能和数据的安全。在性能上和always配置几乎一样，在数据安全方面理论上在宕机的时候会丢失掉一秒的数据。

3.文件重写

​ 随着命令的不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题，Redis引入AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到新AOF文件的过程。

​ 重写后的AOF是如何变小的？

（1）已经过时的键将不会再被记录。

（2）已经被删除不存在的键将不再会被记录。

（3）将可以合并的命令进行合并。例如：rpush a,rpush b,rpush c 合并成 rpush a b c

重写后的aof文件体积更小，可以更快的被Redis读取加载。

AOF重写可以分为手动触发和自动触发：

​ 手动触发：直接使用bgrewriteaof命令

​ 自动触发：根据配置的auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个参数来确定自动触发时机。

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。

自动触发时机：aof_current_size>auto-aof-rewrite-min-size 并且 （aof_current_size - aof_base_size）/ aof_base_size >= auto-aof-rewrite-percentage

重写的流程：

• （1）bgrewriteaof触发重写，判断是否当前有bgsave或bgrewriteaof在运行，如果有，则等待该命令结束后再继续执行。
• （2）主进程fork出子进程执行重写操作，保证主进程不会阻塞。
• （3）子进程遍历redis内存中数据到临时文件，客户端的写请求同时写入aof_buf缓冲区和aof_rewrite_buf重写缓冲区,保证原AOF文件完整以及新AOF文件生成期间的新的数据修改动作不会丢失。
• （4）
  • 1).子进程写完新的AOF文件后，向主进程发信号，父进程更新统计信息。
  • 2).主进程把aof_rewrite_buf中的数据写入到新的AOF文件。
• （5）使用新的AOF文件覆盖旧的AOF文件，完成AOF重写。

4.重启加载

​ AOF和RDB文件都可以用于服务器重启时的数据恢复。下图表示Redis持久化文件的加载流程。

流程说明：

(1) AOF持久化开启且存在AOF文件时，优先加载AOF文件。

(2) AOF关闭或者AOF文件不存在时，加载RDB文件。

(3) 加载AOF/RDB文件成功后，Redis启动成功。

(4) AOF/RDB文件存在错误时，Redis启动失败并打印错误信息。