通读文章你会知道如下：

• redis持久化的方式有哪些？

• RDB和AOF两者的区别

• RDB持久化的流程是怎么进行的？

• AOF持久化方式如何开启？文件的同步策略有哪些，各自代表什么含义？

• AOF的重写机制执行过程是怎么样的？

• 持久化方式对系统的内存，硬盘和CPU各自会产生什么问题，有什么优化的方式？

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1.RDB持久化方式

• 含义：RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程
  bgsave命令： Redis进程执行fork操作创建子进程， RDB持久化过程由子进程负责， 完成后自动结束。 阻塞只发生在fork阶段， 一般时间很短

• 自动触发RDB持久化机制执行情况

  1. 使用save相关配置， 如“save m n”。 表示m秒内数据集存在n次修改 时， 自动触发bgsave。
  2. 如果从节点执行全量复制操作， 主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点
  3. 执行debug reload命令重新加载Redis时， 也会自动触发save操作。
  4. 默认情况下执行shutdown命令时， 如果没有开启AOF持久化功能则 自动执行bgsave

• bgsave命令运行流程

bigsave命令执行流程

1. 执行bgsave命令， Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程， 如RDB/AOF子进程， 如果存在bgsave命令直接返回。
2. 父进程执行fork操作创建子进程， fork操作过程中父进程会阻塞， 通过info stats命令查看latest_fork_usec选项， 可以获取最近一个fork操作的耗时， 单位为微秒。
3. 父进程fork完成后， bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程， 可以继续响应其他命令。
4. 子进程创建RDB文件， 根据父进程内存生成临时快照文件， 完成后对原有文件进行原子替换。 执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的时间， 对应info统计的rdb_last_save_time选项。
5. 进程发送信号给父进程表示完成， 父进程更新统计信息， 具体见info Persistence下的rdb_*相关选项。

• 设置存储的路径以及文件名称

可以通过执行config set dir{newDir}和config setdbfilename{newFileName}运行期动态执行， 当下次运行时RDB文件会保存到新目录，AOF相同设置

• RDB方式的优缺点

1. 优点：非常适用于备份， 全量复制等场景。 比如每6小时执行bgsave备份，并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中（如hdfs） ， 用于灾难恢复。·Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式
2. 缺点：RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。 因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程， 属于重量级操作， 频繁执行成本过高

2. AOF持久化方式

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

• 含义：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。

• 运行流程

运行流程

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。

• 文件的同步

AOF将buf数据同步到文件的策略由参数appendfsync控制

同步文件的策略

系统调用write和fsync说明：

1. write操作会触发延迟写（delayed write） 机制。 Linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘IO性能。 write操作在写入系统缓冲区后直接返回。 同步硬盘操作依赖于系统调度机制， 例如： 缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。 同步文件之前， 如果此时系统故障宕机， 缓冲区内数据将丢失。
2. fsync针对单个文件操作（比如AOF文件） ， 做强制硬盘同步， fsync将阻塞直到写入硬盘完成后返回， 保证了数据持久化
   默认配置everysec

• 重写机制

1. 含义：随着命令不断写入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。
   重写使用的是进程内的数据生成，这样减少无效命令，同时可以多条命令合并一个。
2. 触发情况
   手动触发： 直接调用bgrewriteaof命令。
   自动触发： 根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机。
   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-minsize&&（aof_current_size-aof_base_size） /aof_base_size>=auto-aof-rewritepercentage
   其中aof_current_size和aof_base_size可以在info Persistence统计信息中查看（但是实践中没找到这个参数呢？，额，额， 额， ）

• 重写执行流程

1. 当前进程如果正在执行 AOF重写，请求则不执行，如果正在执行bgsave操作，重写命令延迟到此操作完成之后再执行
2. 父进程执行fork创建子进程，开销等同于bgsave过程
3. 主进程fork操作完成后， 继续响应其他命令。 所有修改命令依然写入AOF缓冲区并根据appendfsync策略同步到硬盘， 保证原有AOF机制正确性
4. 由于fork操作运用写时复制技术， 子进程只能共享fork操作时的内存数据。 由于父进程依然响应命令， Redis使用“AOF重写缓冲区”保存这部分新数据， 防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据
5. 子进程根据内存快照， 按照命令合并规则写入到新的AOF文件。 每次批量写入硬盘数据量由配置aof-rewrite-incremental-fsync控制， 默认为32MB， 防止单次刷盘数据过多造成硬盘阻塞
6. 新AOF文件写入完成后， 子进程发送信号给父进程， 父进程更新统计信息， 具体见info persistence下的aof_*相关统计。
7. 父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件。

8. 使用新AOF文件替换老文件， 完成AOF重写

   
   重写执行过程

• AOF重启加载

优先加载AOF

AOF与RDB加载情况

3.持久化的一些问题

• fork操作的耗时

fork创建的子进程不需要拷贝父进程的物理内存空间， 但是会复制父进程的空间内存页表，因此fork
操作耗时跟进程总内存量息息相关

1. 优先使用物理机或者高效支持fork操作的虚拟化技术， 避免使用Xen。
2. 控制Redis实例最大可用内存， fork耗时跟内存量成正比， 线上建议每个Redis实例内存控制在10GB以内
3. 降低fork操作的频率， 如适度放宽AOF自动触发时机， 避免不必要的全量复制等

• 子进程开销监控

1. CPU:子进程负责把进程内的数据分批写入文件，属于CPU密集型操作，如果做绑定单核CPU操作会和父进程进行资源的竞争，跟其他CPU密集型服务一起会产生CPU过度竞争,，部署多个实例保证同一个时刻只有一个子进程在进行重写工作。
2. 内存:父子进程会共享相同的物理内存页， 当父进程处理写请求时会把要修改的页创建副本， 而子进程在fork操作过程中共享整个父进程内存快照，如果重写过程中存在内存修改操作， 父进程负责创建所修改内存页的副本，所以部署多个实例，则保证同一个时刻只有一个子进程在工作，同时避免在大量写入的时候进行重写操作，这样会导致父进程维护大量的页副本。

• 硬盘开销

1. 不要和其他高硬盘负载的服务部署在一起。 如： 存储服务、 消息队列服务等。

• AOF追加阻塞

1. 主线程负责写入AOF缓冲区。
2. AOF线程负责每秒执行一次同步磁盘操作， 并记录最近一次同步时间。

3. 主线程负责对比上次AOF同步时间：
   ·如果距上次同步成功时间在2秒内， 主线程直接返回。
   ·如果距上次同步成功时间超过2秒， 主线程将会阻塞， 直到同步操作完成。
   问题：
   如果系统fsync缓慢， 将会导致Redis主线程阻塞影响效率
   每当发生AOF追加阻塞事件发生时， 在info Persistence统计中，aof_delayed_fsync指标会累加， 查看这个指标方便定位AOF阻塞问题。
   AOF同步最多允许2秒的延迟， 当延迟发生时说明硬盘存在高负载问题， 可以通过监控工具如iotop， 定位消耗硬盘IO资源的进程

   
   持久化指标参数