【Redis】——AOF持久化

什么是AOF日志

• AOF日志是redis为数据的持久化提供了的一个技术,日志里面记录着执行redis写命令。
• 每当redis执行一条写命令的时候，就会将该命令记录 到AOF日志当中。
• 当redis启动的时候，可以加载AOF日志中的所有指令，并执行这些指令恢复所有的数据。

在 Redis 中 AOF 持久化功能默认是不开启的，需要我们修改 redis.conf 配置文件中的以下参数：

Redis 是先执行写操作命令后，才将该命令记录到 AOF 日志里的 ：

优点：先执行写操作命令再记录日志的话，只有在该命令执行成功后，才将命令记录到 AOF 日志里，这样就不用额外的检查开销，不会出现语法错误等问题，保证记录在 AOF 日志里的命令都是可执行并且正确的

缺点：执行写操作命令和记录日志是两个过程，那当 Redis 在还没来得及将命令写入到硬盘时，服务器发生宕机了，这个数据就会有丢失的风险

写入AOF日志的过程

1. Redis 执行完写操作命令后，会将命令追加到 server.aof_buf 缓冲区；
2. 然后通过 write() 系统调用，将 aof_buf 缓冲区的数据写入到 AOF 文件，此时数据并没有写入到硬盘，而是拷贝到了内核缓冲区 page cache，等待内核将数据写入硬盘

 redis.conf 配置文件中的 appendfsync 配置项可以有以下 3 种参数可填：

• Always，这个单词的意思是「总是」，所以它的意思是每次写操作命令执行完后，同步将 AOF 日志数据写回硬盘；
• Everysec，这个单词的意思是「每秒」，所以它的意思是每次写操作命令执行完后，先将命令写入到 AOF 文件的内核缓冲区，然后每隔一秒将缓冲区里的内容写回到硬盘；
• No，意味着不由 Redis 控制写回硬盘的时机，转交给操作系统控制写回的时机，也就是每次写操作命令执行完后，先将命令写入到 AOF 文件的内核缓冲区，再由操作系统决定何时将缓冲区内容写回硬盘。

Always 策略的性能比较差，可靠性高，尽可能保证数据不会丢失

Everysec策略性能适中，宕机会丢失一秒的数据

No策略性能良好，宕机会丢失较多的数据

AOF重写机制

AOF 日志是一个文件，随着执行的写操作命令越来越多，文件的大小会越来越大。

其中AOF日志中

Redis 为了避免 AOF 文件越写越大，提供了 AOF 重写机制，当 AOF 文件的大小 超过所设定的阈值后，Redis 就会启用 AOF 重写机制，来压缩 AOF 文 件。

AOF重写机制

读取当前数据库中的所有键值对，然后将每一个键值对用一条命令记录到「新的 AOF 文件」

作用：

• 尽管某个键值对被多条写命令反复修改，最终也只需要根据这个「键值对」当前的最新状态，然后用一条命令去记录键值对，代替之前记录这个键值对的多条命令，这样就减少了 AOF 文件中的命令数量。最后在重写工作完成后。
• 最后在重写工作完成后，将新的 AOF 文件覆盖现有的 AOF 文件。

为什么重写 AOF 的时候，不直接复用现有的 AOF 文件，而是先写到新的 AOF 文件再覆盖过去？

如果 AOF 重写过程中失败了，现有的 AOF 文件就会造成污染，可能无法用于恢复使用。

AOF后台重写

当 触发 AOF 重写时，比如当 AOF 文件大于 64M 时，就会对 AOF 文件进行重写，这时是需要读取所有缓存的键值对数据，并为每个键值对生成一条命令，然后将其写入到新的 AOF 文件，重写完后，就把现在的 AOF 文件替换掉。这个过程其实是很耗时的，所以重写的操作不能放在主进程

所以，Redis 的 重写 AOF 过程是由后台子进程 bgrewriteaof 来完成的，这样做有两个作用：

• 子进程进行 AOF 重写期间，主进程可以继续处理命令请求，从而避免阻塞主进程；
• 父进程 使用fork 创建子进程时，父子进程是共享内存数据的，不过这个共享的内存只能以只读的方式，而当父子进程任意一方修改了该共享内存，就会发生「写时复制」，所以子进程在执行后台重写是不影响父进程。

子进程是怎么拥有主进程一样的数据副本的呢？

当父进程 使用fork 创建子进程的时候，会将父进程中的页表 复制给子进程，因此父子进程它们的共享一块物理内存。

写时复制顾名思义，在发生写操作的时候，操作系统才会去复制物理内存，这样是为了防止 fork 创建子进程时，由于物理内存数据的复制时间过长而导致父进程长时间阻塞的问题。

重写子进程只会对这个内存进行只读，重写 AOF 子进程会读取数据库里的所有数据，并逐一把内存数据的键值对转换成一条命令，再将命令记录到重写日志（新的 AOF 文件）

重写 AOF 日志过程中，如果主进程修改了已经存在 key-value，此时这个 key-value 数据在子进程的内存数据就跟主进程的内存数据不一致了，这时要怎么办呢？

Redis 设置了一个 AOF 重写缓冲区，这个缓冲区在创建 bgrewriteaof 子进程之后开始使用

在重写 AOF 期间，当 Redis 执行完一个写命令之后，它会同时将这个写命令写入到 「AOF 缓冲区」和 「AOF 重写缓冲区」。

 当子进程完成 AOF 重写工作（扫描数据库中所有数据，逐一把内存数据的键值对转换成一条命令，再将命令记录到重写日志）后，会向主进程发送一条信号。

主进程收到该信号后，会调用一个信号处理函数，该函数主要做以下工作：

• 将 AOF 重写缓冲区中的所有内容追加到新的 AOF 的文件中，使得新旧两个 AOF 文件所保存的数据库状态一致；
• 新的 AOF 的文件进行改名，覆盖现有的 AOF 文件。