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Redis 持久化机制:RDB 和 AOF

Redis 持久化机制:RDB 和 AOF

Redis 主要提供了两种持久化方式:**RDB(Redis Database)**和 AOF(Append-Only File)。它们各自的实现原理、优缺点以及适用场景如下。


1. RDB(Redis Database)原理

1.1 RDB 机制

RDB 采用 快照(Snapshotting) 方式定期将 内存中的数据 持久化到磁盘。Redis 会在特定时间点创建数据的二进制快照并存储到 .rdb 文件中。

RDB 触发方式:

  • 手动触发

    • SAVE:同步保存快照,会阻塞 Redis,直到保存完成。
    • BGSAVE:异步保存快照,创建子进程执行快照操作,不影响主进程处理请求。
  • 自动触发

    • 配置 save 规则(默认开启),例如:
      save 900 1  # 900秒(15分钟)内至少有1次写操作
      save 300 10 # 300秒(5分钟)内至少有10次写操作
      save 60 10000 # 60秒(1分钟)内至少有10000次写操作
      
    • 执行 SHUTDOWN 时,若未启用 AOF,则 RDB 触发保存。
    • Redis 复制(Replication)时,主节点自动生成 RDB 发送给从节点进行全量同步。

1.2 RDB 工作流程

  1. 执行 BGSAVE

    • Redis **fork(分叉)**一个子进程。
    • 子进程 遍历整个数据集,将其序列化为二进制格式存储到磁盘文件 dump.rdb
    • 完成后,替换旧的 RDB 文件。
  2. RDB 文件格式

    • RDB 文件是二进制格式,存储结构紧凑,便于快速加载。

1.3 RDB 优缺点

优点缺点
适合全量数据备份,占用存储小可能导致数据丢失(最近一次 RDB 之后的变更未保存)
RDB 结构紧凑,恢复速度快BGSAVE 需要 fork 进程,内存占用增加
适用于大规模数据冷备SAVE 操作会阻塞主线程

2. AOF(Append-Only File)原理

2.1 AOF 机制

AOF 采用 日志追加(Append-Only Log) 方式,每次执行写操作(SET、HSET、LPUSH 等)时,将命令追加到 .aof 文件。

AOF 触发方式:

  • 配置 appendonly yes 开启 AOF 。
  • AOF 采用 追加写入,并根据 appendfsync 配置决定何时同步到磁盘:
    appendfsync always   # 每次写操作都 fsync(最安全但影响性能)
    appendfsync everysec # 每秒 fsync 一次(默认,权衡性能和安全)
    appendfsync no       # 交由操作系统决定何时 fsync(最高效但不安全)
    

2.2 AOF 工作流程

  1. 写入日志

    • 每次有写操作,Redis 先写入内存 命令日志,然后追加到 AOF 文件。
  2. AOF 文件同步(appendfsync

    • 根据 appendfsync 策略,将数据刷入磁盘。
  3. AOF 重写(Compaction)

    • 随着时间推移,AOF 文件不断增长,Redis 定期重写(Rewrite) AOF 文件:
    • 触发方式
      • 手动触发:BGREWRITEAOF
      • 自动触发:Redis 判断 AOF 文件大小增长达到阈值后触发。
    • 重写机制
      • 创建子进程读取现有数据库状态,并以最少的命令重新写入 AOF。
      • 新文件生成后,替换旧 AOF 文件。

2.3 AOF 优缺点

优点缺点
数据持久性更强,丢失数据少AOF 文件比 RDB 大,写入速度慢
日志模式可读性好,可用于审计AOF 恢复速度比 RDB 慢
可自动重写,优化存储fsync 频率影响性能

3. 如何选择 RDB 和 AOF?

3.1 选择 RDB 的场景

适用于

  • 冷备份场景(如每天凌晨备份)
  • 不太关注最近几秒的数据丢失
  • 高性能读取(RDB 加载速度快)
  • 主从复制初始化(Redis 复制默认使用 RDB)

不适用于

  • 数据丢失敏感场景
  • 频繁写入的大型 Redis 实例BGSAVE 会占用大量内存)

3.2 选择 AOF 的场景

适用于

  • 数据持久化要求高(如金融、电商系统)
  • 实时记录 Redis 变更
  • 希望可读的日志文件(如数据审计、问题排查)

不适用于

  • 对恢复速度要求极高(AOF 启动慢)
  • 存储受限的环境(AOF 文件比 RDB 大)

3.3 RDB + AOF 组合方案

  • 推荐同时开启 RDB 和 AOF
    • RDB 负责 定期备份,保证快速恢复。
    • AOF 负责 增量持久化,减少数据丢失。

示例配置

# 启用 AOF
appendonly yes
appendfsync everysec# 启用 RDB
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

在 Redis 6.0 之后,AOF 支持混合模式(RDB+AOF),减少 AOF 体积:

aof-use-rdb-preamble yes
  • 开启后,AOF 先写入 RDB 格式,再记录增量日志。

4. 总结对比

对比项RDBAOF
存储方式二进制快照追加日志
触发方式定期触发 BGSAVE实时追加
恢复速度慢(重放日志)
数据丢失风险最后一次快照后的数据丢失丢失最近 1s/无丢失(视 appendfsync
磁盘占用
写入性能
适用场景读密集、全量备份事务安全、审计、低丢失

5. 结论

  • 如果数据丢失不可接受,用 AOF。
  • 如果恢复速度最重要,用 RDB。
  • 如果既要可靠性又要性能,同时开启 RDB 和 AOF,开启 aof-use-rdb-preamble

这样可以平衡性能、存储和数据安全,让 Redis 运行更稳定。

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