持久化方式

Redis提供的数据持久化方式主要有2种：

RDB：产生一个数据快照文件

AOF：实时追加命令的日志文件

它们分别对应了不同的使用场景。

RDB介绍

RDB全称Redis Database Backup file（Redis数据备份文件），也被叫做Redis数据快照。可以通过执行save或bgsave命令让Redis在本地生成RDB快照文件，这个RDB文件包含了整个实例接近完整的数据内容。

它的优点如下：

1. RDB文件数据是被压缩写入的，因此RDB文件的体积要比整个实例内存要小
2. 当实例宕机恢复时，加载RDB文件的速度很快，能够在很短时间内迅速恢复文件中的数据

它的缺点也很明显：

1. 由于是某一时刻的数据快照，因此它的数据并不全
2. 生成RDB文件的代价是比较大的，它会消耗大量的CPU和内存资源

因此RDB比较适用于以下场景：

1. 主从全量同步数据
2. 数据库备份
3. 对于丢失数据不敏感的业务场景，实例宕机后快速恢复数据

Redis主从全量同步数据就是使用RDB文件进行的，由此可以看出，RDB非常适合做数据备份，可以定时让Redis生成RDB文件，然后备份这个快照文件即可。

定时生成RDB

Redis也提供了定时触发生成RDB文件的配置项：

# 最近15分钟内 至少产生1次写入
save 900 1
# 最近5分钟内 至少产生10次写入
save 300 10
# 最近1分钟内 至少产生10000次写入
save 60 10000

如果达到以上任意条件，则Redis会自动生成新的RDB文件，降低RDB数据内容与实例数据的差异。

Copy On Write

在Redis上执行save和bgsave命令都可以生成RDB文件，但前者是在前台执行的，也就是说在生成RDB文件时，会阻塞整个实例，在RDB未生成之前，任何请求都是无法处理的，对于内存很大的实例，生成RDB文件非常耗时，显然这是不能接受的。

所以通常会选择执行bgsave让Redis在后台生成RDB文件，这样Redis依旧可以处理客户端请求，不会阻塞整个实例。

但不是说后台生成RDB就是没有代价的，Redis为了实现后台把内存数据的快照写入文件，采用了操作系统提供的Copy On Write技术，也就是fork系统调用。

fork系统调用会产生一个子进程，它与父进程共享相同的内存地址空间，这样子进程在这一时刻就能拥有与父进程的相同的内存数据。

虽然子进程与父进程共享同一块内存地址空间，但在fork子进程时，操作系统需要拷贝父进程的内存页表给子进程，如果整个Redis实例内存占用很大，那么它的内存页表也会很大，在拷贝时就会比较耗时，同时这个过程会消耗大量的CPU资源。

在完成拷贝之前父进程也处于阻塞状态，无法处理客户端请求。

fork执行完之后，子进程就可以扫描自身所有的内存数据，然后把全部数据写入到RDB文件中。

之后父进程依旧处理客户端的请求，当在处理写命令时，父进程会重新分配新的内存地址空间，从操作系统申请新的内存使用，不再与子进程共享，这个过程就是Copy On Write（写实复制）名字的由来。

这样父子进程的内存就会逐渐分离，父进程申请新的内存空间并更改内存数据，子进程的内存数据不受影响。

由此可以看出，在生成RDB文件时，不仅消耗CPU资源，还有需要占用最多一倍的内存空间。

在Redis执行info命令，可以看到fork子进程的耗时，可以通过这个耗时来评估fork时间是否符合预期。

同时应保证Redis机器拥有足够的CPU和内存资源，并合理设置生成RDB的时机。

AOF介绍

AOF全称为Append Only File（追加日志文件）。它与RDB不同的是，AOF中记录的是每一个命令的详细信息，包括完整的命令类型、参数等。只要产生写命令，就会实时写入到AOF文件中。

可以通过配置文件开启AOF：

# 开启AOF
appendonly yes
# AOF文件名
appendfilename "appendonly.aof"
# 文件刷盘方式
appendfsync everysec

刷盘方式

开启AOF后，Redis会把每个写操作的命令记录到文件并持久化到磁盘中，为了保证数据文件的安全性，Redis还提供了文件刷盘的时机：

appendfsync always：每次写入都刷盘，对性能影响最大，占用磁盘IO比较高，数据安全性最高
appendfsync everysec：1秒刷一次盘，对性能影响相对较小，节点宕机时最多丢失1秒的数据
appendfsync no：按照操作系统的机制刷盘，对性能影响最小，数据安全性低，节点宕机丢失数据取决于操作系统刷盘机制

以上可以看出AOF相对于RDB的优点是：

1. AOF数据文件更新比较及时，比RDB保存更完整的数据，这样在数据恢复时能够恢复尽量完整的数据，降低丢失数据的风险。
2. 如果同时存在RDB文件和AOF文件，Redis会优先使用AOF文件进行数据恢复。

但它的缺点也很易见：

1. 随着时间增长，AOF文件会越来越大
2. AOF文件刷盘会增加磁盘IO的负担，可能影响Redis的性能（开启每秒刷盘时）

AOF重写

针对第一种情况，Redis提供了AOF瘦身的功能，可以设置在AOF文件很大时，自动触发AOF重写，Redis会扫描整个实例的数据，重新生成一个AOF文件达成瘦身的效果。但这个重写过程也需要消耗大量的CPU资源。

# AOF文件距离上次文件增长超过多少百分比则触发重写
auto-aof-rewrite-percentage 100
# AOF文件体积最小多大以上才触发重写
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

由于AOF可以最大可能降低丢失数据的风险，所以它一般适用于对丢失数据很敏感的业务场景，例如涉及金钱交易的业务。

性能影响

如果AOF的刷盘时机设置为每次写入都刷盘，那么会大大降低Redis的写入性能，因为每次写命令都需要写入文件并刷到磁盘中才会返回，当写入量很大时，会增加磁盘IO的负担。

性能与数据安全不能兼得，虽然Redis提供了实时刷盘的机制，但是在真正场景中使用的不多。

通常我们会选择每秒刷盘这种方式，既能保证良好的写入性能，在实例宕机时最多丢失1秒的数据，做到性能和安全的平衡。

总结

高可用对比