Redis 持久化机制详解

Redis 持久化机制详解

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1. 为什么要持久化？

Redis 是内存数据库，数据存在内存中，如果断电或崩溃，内存数据会丢失。持久化就是把内存数据保存到硬盘，重启后能恢复数据。

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2. 两种持久化方式

（1）RDB（快照模式）

原理：像拍照一样，定期把内存数据整体保存到一个压缩的二进制文件（dump.rdb）。

• 关键点：子进程生成RDB，主进程继续响应请求。

触发方式：

• 自动触发：在 redis.conf 配置规则，例如：

  save 900 1    # 900秒内至少1个key被修改时触发
  save 300 10    # 300秒内至少10个key被修改时触发
  

• 手动触发：
  • SAVE：阻塞所有请求，同步保存（生产环境慎用）。
  • BGSAVE：后台异步保存（推荐）。

优点：

• 文件小（二进制压缩），恢复速度快。
• 适合备份和灾难恢复。

缺点：

• 可能丢失最后一次快照后的数据（比如5分钟保存一次，崩溃会丢5分钟数据）。
• 大数据量时，BGSAVE 的 fork() 操作可能卡顿。

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（2）AOF（日志模式）

原理：记录所有写操作命令（如 SET、DEL），保存到文本文件（appendonly.aof）。

1. 完整工作流程

2. 分步解析

1. 命令记录：

   • 每一条写命令（如SET key value）会先存入AOF缓冲区。

2. 刷盘策略（appendfsync）：

   模式	刷盘时机	数据安全性	性能
   always	每条命令后同步刷盘	最高	最差
   everysec	每秒刷盘一次（默认）	中等	平衡
   no	由操作系统决定（通常30秒）	最低	最高

3. AOF重写（关键！）：

   • 触发条件：
     • 文件大小超过auto-aof-rewrite-min-size（默认64MB）。
     • 增长比例超过auto-aof-rewrite-percentage（默认100%）。
   • 重写过程：
     • fork子进程遍历内存数据，生成新AOF临时文件。
     • 重写期间的新命令会同时写入旧AOF文件+重写缓冲区。
     • 重写完成后，将缓冲区命令追加到新AOF文件，原子替换旧文件。

3. AOF文件内容示例

*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$7\r\nmyvalue\r\n  # 原始命令
*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$9\r\nnewvalue\r\n # 覆盖写

重写后简化为：

*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$9\r\nnewvalue\r\n  # 只保留最终状态

优点：

• 数据安全性高（最多丢1秒数据）。
• 文件可读（文本格式），方便人工修复。

缺点：

• 文件比RDB大，恢复速度慢。
• 频繁写入时对性能影响较大。

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3. 混合持久化（Redis 4.0+）

原理：AOF重写时，先用RDB格式保存当前数据快照，再追加后续命令。
文件内容示例：

[RDB二进制数据][AOF命令日志]

优点：

• 恢复时先加载RDB（快），再执行AOF命令（全），兼顾速度和安全性。

启用方式：

aof-use-rdb-preamble yes

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4. 如何选择？

场景	推荐方式	理由
允许分钟级数据丢失	RDB	恢复快，适合缓存等非关键数据。
不允许数据丢失	AOF（everysec）	最多丢1秒数据，适合订单、账户等关键数据。
既要快又要安全	RDB + AOF（混合持久化）	生产环境推荐方案。

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5. 数据恢复流程

1. 完整流程

2. 详细步骤

1. AOF优先原则：

   • 如果AOF开启，Redis会优先加载AOF文件（即使RDB文件存在）。
   • 因为AOF记录更完整（最多丢1秒数据）。

2. AOF加载机制：

   • 创建一个伪客户端，逐条执行AOF中的命令。
   • 注意：如果AOF文件损坏，可以用redis-check-aof --fix修复。

3. RDB回退机制：

   • 如果AOF关闭或文件不存在，则加载RDB文件。
   • RDB恢复速度更快（直接加载二进制数据）。

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6. 常见问题

Q1: AOF重写期间数据会重复写入吗？

• 会。重写期间的新命令会同时写入：
  • 旧的AOF文件（防止重写失败丢数据）。
  • 重写缓冲区（最后合并到新AOF文件）。
• 影响：额外磁盘开销，但能保证数据安全。

Q2: RDB和AOF能同时用吗？

• 可以！生产环境建议同时开启：
  • RDB 用于定期备份。
  • AOF 确保实时数据安全。

Q3: 如何监控持久化状态？

redis-cli info persistence

输出示例：

# RDB状态
rdb_last_save_time:1630000000
rdb_changes_since_last_save:100

# AOF状态
aof_enabled:1
aof_rewrite_in_progress:0

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7. 配置示例

# RDB配置
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dbfilename dump.rdb  # RDB文件名

# AOF配置
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec
aof-use-rdb-preamble yes  # 启用混合持久化

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最终总结

• AOF的核心价值在于数据安全，通过命令日志+重写机制实现实时持久化。
• RDB的价值在于快速备份恢复，适合冷备场景。
• 混合持久化是两者优势的结合，也是现代Redis部署的最佳实践。