3.Redis持久化

持久化

一、RDB

• 概念
  RDB持久化能够在指定的时间间隔内生成数据集的时间点内存快照
• 配置
  一、save 60 10000
  二、rdbcompression yes
  三、dbfilename "dump_6379.rdb"
  四、dir "/appdata/redis/savefile"（AOF同）
• 命令

save  
    经过主进程，形成阻塞，期间不能执行任何命令
bgsave  
    fork()子进程后台进行

• 优势
  一、恢复速度快，但载入过程当中会令redis一直处于阻塞状态，直到载入完成；
  二、可压缩保存；
  三、可最大化Redis性能，父进程fork子进程完成保存操做。
• 缺点
  一、数据非实时保存，易丢失部分数据；
  二、数据集大时，fork()操做耗时且消耗cpu。

二、AOF

• 概念
  AOF 持久化记录服务器执行的全部写操做命令（append-only file）
• 配置

一、appendfsync    
        一、always    
        二、everysec  
        三、no（由系统决定同步频率）  
二、appendonly yes  
三、appendfilename "appendonly.aof"  
四、auto-aof-rewrite-percentage 100  
   auto-aof-rewrite-min-size 64mb

• AOF还原过程

1. 建立一个不带网络链接的伪客户端，由于redis的命令只能在客户端上下文中执行；
2. 从AOF文件中分析并读取一条写命令；
3. 使用伪客户端执行被读出的写命令；
4. 一直重复步骤2和步骤3，直到AOF文件的全部写命令被处理完毕为止。

• aof重写机制

  1. AOF文件重写并不须要对现有的AOF文件进行任何读取、分析或者写入操做，这个功能是经过读取服务器当前数据库状态来实现的。首先从数据库中读取键如今的值，而后用一条命令去记录键值对，代替以前记录这个键值对的多条命令，这就是AOF重写功能的实现原理；
  2. 同时，为了解决重写期间有数据写入致使现有AOF和重写后的AOF数据不一致的问题，Redis设置了一个AOF重写缓冲区，Redis执行完一个命令后，它会同时将这个写命令发送给AOF缓冲区和AOF重写缓冲区。
  3. AOF重写完成后，会向父进程发送一个信号，父进程将调用信号处理函数执行如下操做：
     1）将AOF重写缓冲区的全部内容写入新AOF文件中；
     2）对新的AOF文件更名，原子地覆盖现有的AOF文件，完成两个文件的替换；
     3）整个过程，只有信号处理函数执行时才会对Redis父进程形成阻塞。
• aof重写命令

bgrewriteaof  fork()子进程重写aof文件

• 优势
  一、较为实时，默认（everysec）至多丢失一秒数据
  二、redis-check-aof --fix 可修复AOF文件
  三、文件可读性强
  四、可进行安全的rewrite操做
• 缺点
  一、体积较大
  二、根据fsync策略，AOF可能会致使redis速度低于RDB

三、优先级

1. 优先AOF载入内存，只有关闭AOF功能时才会载入载入RDB文件恢复数据库；
2. BGSAVE和BGREWRITE不可同时进，BGSAVE时发起BGREWRITE,后者会阻塞，等待BGSAVE完成后再开始，BGREWRITE时发起BGSAVE，会被拒绝。

四、写时复制(Copy-On-Write)

(1) fork()
fork会建立一个子进程,子进程的是父进程的副本。

(2) exec()
exec函数的做用就是装载一个新的程序（可执行映像）覆盖当前进程内存空间中的映像，从而执行不一样的任务。如redis的子进程专门用于进行bgsave或bgrewrite操做。

(3) Copy-On-Write技术实现原理：
fork()以后，kernel把父进程中全部的内存页的权限都设为read-only，而后子进程的地址空间指向父进程。当父子进程都只读内存时，相安无事。当其中某个进程写内存时，CPU硬件检测到内存页是read-only的，因而触发页异常中断（page-fault），陷入kernel的一个中断例程。中断例程中，kernel就会把触发的异常的页复制一份，因而父子进程各自持有独立的一份。

(4) Copy-On-Write优缺点？
优势：

• COW技术可减小分配和复制大量资源时带来的瞬间延时;
• COW技术可减小没必要要的资源分配。好比fork进程时，并非全部的页面都须要复制，父进程的代码段和只读数据段都不被容许修改，因此无需复制。

缺点：

• 若是在fork()以后，父子进程都还须要继续进行写操做，那么会产生大量的分页错误(页异常中断page-fault)，这样就得不偿失。

(5) Copy-On-Write在redis上的应用

• Redis在持久化时，若是是采用BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF的方式，那Redis会fork出一个子进程来读取数据，从而写到磁盘中。
• 整体来看，Redis仍是读操做比较多。若是子进程存在期间，发生了大量的写操做，那可能就会出现不少的分页错误(页异常中断page-fault)，这样就得耗费很多性能在复制上。
• 在rehash阶段上，写操做是没法避免的。根据 BGSAVE 命令或 BGREWRITEAOF 命令是否正在执行， 服务器执行扩展操做所需的负载因子并不相同， 这是由于在执行 BGSAVE命令或 BGREWRITEAOF 命令的过程当中， Redis 须要建立当前服务器进程的子进程， 而大多数操做系统都采用写时复制（copy-on-write）技术来优化子进程的使用效率， 因此在子进程存在期间， 服务器会提升执行扩展操做所需的负载因子， 从而尽量地避免在子进程存在期间进行哈希表扩展操做， 这能够避免没必要要的内存写入操做， 最大限度地节约内存。