Redis持久化机制

概述

Redis是基于内存的nosql数据库，数据一般是存储于内存中，想让内存数据保存到磁盘中，我们需要利用Redis的持久化机制。
Redis的持久化机制用于将内存中的数据保存到磁盘，以便在重启后恢复数据。
Redis 提供了两种主要的持久化方式：

• RDB（Redis Database）快照
  
• AOF（Append Only File）日志
  

在Redis4.0版本之后，引入了混合持久化（RDB + AOF）
RDB持久化方式讲解

RDB 持久化机制以轻量、快速为核心优势，适合对数据实时性要求不高但需要高效恢复的场景。在生产环境中，通常与 AOF 结合使用（混合持久化），以平衡数据安全性和性能。合理配置触发策略、监控文件生成状态，并做好备份管理，是确保 RDB 机制稳定运行的关键。
其使用场景通常为：

• 缓存场景：允许部分数据丢失（如缓存热点数据），优先使用 RDB 提升恢复速度。
  
• 定期全量备份：例如每天生成一次 RDB 文件，用于历史数据存档或容灾切换。
  
• 主从复制：Redis 主从集群中，主节点通过 RDB 向从节点同步初始数据（增量同步通过 AOF 实现）。
  

RDB实现原理

RDB 是 Redis 在某个时间点将数据写入一个临时文件（快照），持久化结束后，用这个临时文件替换之前的持久化文件，达到数据持久化的目的。
RDB触发持久化方式

手动触发

SAVE 命令：阻塞主线程，直到 RDB 文件生成完毕，期间无法处理客户端请求。
BGSAVE 命令： fork 出一个子进程来生成 RDB 文件，主线程继续处理请求，不阻塞。
自动触发

通过配置文件（redis.conf）中的 save 配置项，满足条件时自动执行 BGSAVE。

1. # 基础配置项
2. save 900 1        # 900秒内至少有1个键被修改，触发快照
3. save 300 10       # 300秒内至少有10个键被修改，触发快照
4. save 60 10000     # 60秒内至少有10000个键被修改，触发快照
6. # RDB 文件存储路径（建议使用独立磁盘，避免与系统盘混用）
7. dir /data/redis/rdb
8. # RDB 文件名（可包含日期戳，便于区分版本）
9. dbfilename "dump-${DATE}.rdb"  # 需配合脚本动态生成，Redis 不支持变量直接替换
10. # 压缩配置（生产环境建议保持默认）
11. rdbcompression yes
12. # 校验配置（加载时校验 RDB 文件完整性，默认开启）
13. rdbchecksum yes

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RDB文件管理

文件存储位置与命名

• 存储路径：由配置项 dir 决定，默认值为 /var/lib/redis（可通过 config get dir 查看）。
  
• 文件名：由配置项 dbfilename 决定，默认值为 dump.rdb（可通过 config get dbfilename 查看）。
  

压缩配置：

• RDB 文件默认使用 LZF 算法压缩，可通过配置项 rdbcompression yes|no 开启或关闭（默认 yes）。
  
• 关闭压缩可提升生成速度，但会增加文件体积，适用于 CPU 资源紧张的场景。
  
• 二进制格式：RDB 文件为二进制格式，不可直接读取，但体积小、恢复速度快。
  

RDB恢复方式及时机

• 当Redis宕机重启之后会自动加载rdb文件（如果同时开启了AOF，则优先加载AOF）。
  
• 如果想强制加载RDB，忽略AOF时，可在配置中设置 appendonly no，或在启动时指定 --loadrdb 参数。
  
• 手动加载指定加载RDB文件
  

1. # --dbfilename：指定dump.rdb文件的路径
2. redis-server  --dbfilename /path/dump.rdb

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RDB实战

1. # 创建模拟数据
2. 127.0.0.1:6379> set test1 1
3. OK
4. 127.0.0.1:6379> set test2 2
5. OK
6. 127.0.0.1:6379> set test3 3
7. OK
8. 127.0.0.1:6379> keys *
9. 1) "test1"
10. 2) "test2"
11. 3) "test3"
13. # 执行快照
14. 127.0.0.1:6379> bgsave
15. Background saving started
17. [root@master /data00/data/redis]# ll
18. total 96
19. -rw-r--r-- 1 root root   125 May 29 19:28 dump.rdb

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模拟一下将dump.rdb文件删除，重启之后数据还在吗？

1. [root@master /data00/data/redis]# mv dump.rdb ~
2. # 强制停止redis
3. [root@master ~]# ps -ef | grep redis
4. root      908803  635754  0 19:38 pts/0    00:00:00 grep redis
5. root     1818909       1  0 May20 ?        00:19:44 redis-server 0.0.0.0:6379
6. [root@master ~]# pkill redis-server

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启动Redis服务

1. [root@master ~]# redis-server /data00/data/redis/redis.conf
2. [root@master ~]# ss -lntup | grep 6379
3. tcp   LISTEN 0      511                           0.0.0.0:6379       0.0.0.0:*    users:(("redis-server",pid=1807376,fd=6))

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检查数据是否存在

1. 127.0.0.1:6379> keys *
2. (empty array)

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模拟恢复dump.rdb文件

1. # 将dump.rdb文件迁移到Redis数据目录下
2. [root@master /data00/data/redis]# mv ~/dump.rdb /data00/data/redis
4. # 检查rdb文件是否损坏
5. [root@master /data00/data/redis]# redis-check-rdb dump.rdb
6. [offset 0] Checking RDB file dump.rdb
7. [offset 27] AUX FIELD redis-ver = '6.2.18'
8. [offset 41] AUX FIELD redis-bits = '64'
9. [offset 53] AUX FIELD ctime = '1748518107'
10. [offset 68] AUX FIELD used-mem = '875088'
11. [offset 84] AUX FIELD aof-preamble = '0'
12. [offset 86] Selecting DB ID 0
13. [offset 125] Checksum OK
14. [offset 125] \o/ RDB looks OK! \o/
15. [info] 3 keys read
16. [info] 0 expires
17. [info] 0 already expired
19. # 启动Redis并检查数据
20. [root@master ~]# redis-server /data00/data/redis/redis.conf
21. [root@master ~]# redis-cli
22. 127.0.0.1:6379> auth !Xinxin123
23. OK
24. 127.0.0.1:6379> keys *
25. 1) "test2"
26. 2) "test1"
27. 3) "test3"

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AOF持久化方式讲解

AOF（Append Only File）是 Redis 提供的一种实时性更强的持久化方式，通过记录所有写操作命令（而非数据本身）来保证数据的完整性。
核心原理

• 客户端发送写命令（如 SET key value）。
  
• Redis 执行命令并将结果返回客户端。
  
• 将命令写入 AOF 缓冲区（内存）。
  
• 根据配置策略将缓冲区内容同步到磁盘。
  

刷盘策略（appendfsync）

• always：每个写命令都同步到磁盘，最多会丢失一个命令
  
• everysec：每秒同步一次磁盘（默认配置），最多丢失 1 秒数据
  
• no：由操作系统决定何时刷盘（通常为 30 秒左右，取决于内核调度），可能会丢失大量数据
  

AOF相关配置

1. # 启用 AOF（默认关闭）
2. appendonly yes
4. # 刷盘策略（推荐 everysec，兼顾安全与性能）
5. appendfsync everysec
7. # AOF 文件名（默认 appendonly.aof）
8. appendfilename "appendonly.aof"
10. # AOF 文件存储目录（与 RDB 共享，由 dir 参数决定）
11. dir /var/lib/redis
13. # 开启混合持久化（Redis 4.0+ 支持）
14. aof-use-rdb-preamble yes

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AOF重写机制

为什么需要重写？

随着写命令不断追加，AOF 文件会越来越大，可能导致：

• 文件体积膨胀：占用大量磁盘空间。
  
• 恢复速度变慢：重启时需要重放更多命令。
  

重写原理

通过 BGREWRITEAOF 命令触发，Redis 会：

• fork 子进程遍历当前内存数据。
  
• 生成最简命令集（如合并多个 SET 为一个）。
  
• 替换原有 AOF 文件，保证原子性。
  

自动触发重写

在 redis.conf 中配置：

1. # 当 AOF 文件比上次重写后增长超过 100% 时触发
2. auto-aof-rewrite-percentage 100
4. # AOF 文件至少达到 64MB 才触发重写（避免频繁重写小文件）
5. auto-aof-rewrite-min-size 64mb

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AOF恢复机制

Redis 自动加载 AOF 日志

Redis 服务器启动时会优先尝试加载 AOF 文件来恢复数据，前提是满足以下条件：
1、配置文件中需启用 AOF 持久化，在 Redis 的配置文件（redis.conf）中，appendonly 参数需设置为 yes：

1. appendonly yes

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2、存在有效的 AOF 文件，Redis 会检查 appendfilename 参数指定的 AOF 文件名（默认是 appendonly.aof）是否存在，且文件内容未损坏
混合持久化机制讲解

Redis的混合持久化机制（Hybrid Persistence）是Redis4.0版本及以上的新特性，混合持久化机制（Hybrid Persistence）是结合了 AOF（Append Only File）和 RDB（Redis Database）两种持久化方式优点的策略，旨在提供更高效的数据恢复能力和更细粒度的数据安全性。
工作原理

混合持久化机制的核心是：
在执行 AOF 重写（BGREWRITEAOF）时，将当前内存中的数据以 RDB 快照格式写入 AOF 文件，后续的写命令继续以 AOF 格式追加到文件末尾。
具体流程如下：

• 启用混合持久化：在 redis.conf 中配置 aof-use-rdb-preamble yes（默认关闭）。
  
• AOF 重写触发：当 AOF 文件达到一定大小或手动执行 BGREWRITEAOF 时，Redis 会：
  
  
  
  • 生成 RDB 快照数据（二进制格式，紧凑高效）。
    
  • 将 RDB 数据写入新 AOF 文件的开头。
    
  • 继续将后续的写命令以文本协议格式追加到 AOF 文件末尾。
    
  
  
• 数据恢复：Redis 启动时，先加载 RDB 部分（快速恢复大部分数据），再执行 AOF 追加部分的命令（恢复最新操作）。
  

混合持久化相关配置

1. appendonly yes                # 启用 AOF 持久化
2. aof-use-rdb-preamble yes      # 启用混合持久化（Redis 4.0+ 支持）
4. # 触发AOF重写
5. auto-aof-rewrite-percentage 100  # AOF 文件大小比上次重写后增长 100% 时触发
6. auto-aof-rewrite-min-size 64mb   # AOF 文件最小达到 64MB 时触发

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数据恢复流程

当 Redis 服务器重启时，加载混合 AOF 文件的流程：

• 检查文件格式：识别 AOF 文件是否包含 RDB 前缀。
  
• 加载 RDB 部分：快速解析二进制 RDB 数据，重建内存状态。
  
• 执行 AOF 部分：继续执行 RDB 之后的 AOF 命令，恢复最新操作。
  

混合持久化 vs 纯 AOF vs 纯 RDB区别

特性混合持久化纯 AOF纯 RDB数据恢复速度快（RDB 加载 + 少量 AOF 命令）较慢（逐行执行命令）最快（直接加载快照）文件体积小（RDB 二进制 + 增量 AOF）大（纯文本命令）中等（二进制快照）数据安全性高（接近 AOF，仅丢失未同步数据）高（取决于 fsync 策略）低（可能丢失最后一次快照后的数据）写操作开销中等（重写时生成 RDB）高（频繁 fsync）低（定期快照）兼容性Redis 4.0+全版本支持全版本支持
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