#yyds干货盘点# redis | 十六、redis之持久化rdb和aof(下篇)

小蚂蚁

公众号：雨中散步撒哈拉
文章同步公众号，共同学习进步
个人网站：​​ https://liudongdong.top​​
文章来源：​​ https://liudongdong.top/archives/redisshi-liu-redis-zhi-chi-jiu-hua-rdb-he-aof-xia-pian-​​

rdb持久在上一篇，本篇只做aof演示！上篇rdb演示传送门：​​https://liudongdong.top/archives/redisshi-wu-redis-zhi-chi-jiu-hua-rdb-he-aof-shang-pian-​​

一、为什么使用aof
快照功能并不是非常耐久（durable）： 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机， 那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。尽管对于某些程序来说， 数据的耐久性并不是最重要的考虑因素， 但是对于那些追求完全耐久能力（full durability）的程序来说， 快照功能就不太适用了。从 1.1 版本开始， Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式： AOF 持久化。每当 Redis 执行一个改变数据集的命令时（比如 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]）， 这个命令就会被追加到 AOF 文件的末尾。这样的话， 当 Redis 重新启时， 程序就可以通过重新执行 AOF 文件中的命令来达到重建数据集的目的。

二、AOF持久化特性

1. 配置解读
配置文件定位到如下图：

############################## APPEND ONLY MODE ###############################
# 是否开启AOF，默认关闭（no）
appendonly yes
# 指定 AOF 文件名
appendfilename appendonly.aof
# Redis支持三种不同的刷写模式：
# appendfsync always #每次收到写命令就立即强制写入磁盘，是最有保证的完全的持久化，但速度也是最慢的，一般不推荐使用。
appendfsync everysec #每秒钟强制写入磁盘一次，在性能和持久化方面做了很好的折中，是受推荐的方式。
# appendfsync no   #完全依赖OS的写入，一般为30秒左右一次，性能最好但是持久化最没有保证，不被推荐。
#在日志重写时，不进行命令追加操作，而只是将其放在缓冲区里，避免与命令的追加造成DISK IO上的冲突。
#设置为yes表示rewrite期间对新写操作不fsync,暂时存在内存中,等rewrite完成后再写入，默认为no
no-appendfsync-on-rewrite no 
#当前AOF文件大小是上次日志重写得到AOF文件大小的二倍时，自动启动新的日志重写过程。
auto-aof-rewrite-percentage 100
#当前AOF文件启动新的日志重写过程的最小值，避免刚刚启动Reids时由于文件尺寸较小导致频繁的重写。
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

2. aof持久化流程

AOF 的默认文件名是 appendonly.aof，和 rdb 文件保存在同一目录下AOF 重写和 RDB 创建快照一样，都巧妙地利用了写时复制机制。以下是 AOF 重写的执行步骤：

• Redis 执行 fork() ，现在同时拥有父进程和子进程。
  
• 子进程开始将新 AOF 文件的内容写入到临时文件。
  
• 对于所有新执行的写入命令，父进程一边将它们累积到一个内存缓存中，一边将这些改动追加到现有 AOF 文件的末尾： 这样即使在重写的中途发生停机，现有的 AOF 文件也还是安全的。
  
• 当子进程完成重写工作时，它给父进程发送一个信号，父进程在接收到信号之后，将内存缓存中的所有数据追加到新 AOF 文件的末尾。
  
• 搞定！现在 Redis 原子地用新文件替换旧文件，之后所有命令都会直接追加到新 AOF 文件的末尾。
  

## 3. aof重写机制重写机制的原理图如下

因为 AOF 的运作方式是不断地将命令追加到文件的末尾， 所以随着写入命令的不断增加， AOF 文件的体积也会变得越来越大。举个例子， 如果你对一个计数器调用了 100 次 INCR key ， 那么仅仅是为了保存这个计数器的当前值， AOF 文件就需要使用 100 条记录（entry）。然而在实际上， 只使用一条 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX] 命令已经足以保存计数器的当前值了， 其余 99 条记录实际上都是多余的。为了处理这种情况， Redis 支持一种有趣的特性： 可以在不打断服务客户端的情况下， 对 AOF 文件进行重建（rebuild）。执行 BGREWRITEAOF 命令， Redis 将生成一个新的 AOF 文件， 这个文件包含重建当前数据集所需的最少命令。Redis 2.2 需要自己手动执行 BGREWRITEAOF 命令； Redis 2.4 则可以自动触发 AOF 重写， 具体信息请查看 2.4 的示例配置文件。

4. AOF 的耐久性如何？
你可以配置 Redis 多久才将数据 fsync 到磁盘一次。有三个选项：

• 每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync ：非常慢，也非常安全。
  
• 每秒 fsync 一次：足够快（和使用 RDB 持久化差不多），并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据。
  
• 从不 fsync ：将数据交给操作系统来处理。更快，也更不安全的选择。
  

推荐（并且也是默认）的措施为每秒 fsync 一次， 这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。总是 fsync 的策略在实际使用中非常慢， 即使在 Redis 2.0 对相关的程序进行了改进之后仍是如此 —— 频繁调用 fsync 注定了这种策略不可能快得起来。

5. 如果 AOF 文件出错了，怎么办？
服务器可能在程序正在对 AOF 文件进行写入时停机， 如果停机造成了 AOF 文件出错（corrupt）， 那么 Redis 在重启时会拒绝载入这个 AOF 文件， 从而确保数据的一致性不会被破坏。当发生这种情况时， 可以用以下方法来修复出错的 AOF 文件：为现有的 AOF 文件创建一个备份。使用 Redis 附带的 redis-check-aof 程序，对原来的 AOF 文件进行修复。

$ redis-check-aof --fix

（可选）使用 diff -u 对比修复后的 AOF 文件和原始 AOF 文件的备份，查看两个文件之间的不同之处。重启 Redis 服务器，等待服务器载入修复后的 AOF 文件，并进行数据恢复。

三、AOF持久化测试

1. 环境准备

• 配置文件开启aof模式
  

# 开启aof
appendonly yes
# 每秒同步策略
appendfsync everysec

• 删除持久化文件
  

删除rdb和aof文件，确保本次没有环境干扰


2. 重启redis服务和客户端
服务端启动，指定配置好的配置文件。客户端输入：

127.0.0.1:6379> set aof_test aof
OK

3. 查看是否有aof文件生成


4. 关闭redis服务和查看aof文件
查看aof文件，进行了解aof文件存储结构


5. 重启redis服务和客户端


四、AOF持久化的优缺点

1. AOF 的优点

• 使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久（much more durable）：你可以设置不同的 fsync 策略，比如无 fsync ，每秒钟一次 fsync ，或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次，在这种配置下，Redis 仍然可以保持良好的性能，并且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据（ fsync 会在后台线程执行，所以主线程可以继续努力地处理命令请求）。
  
• AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件（append only log）， 因此对 AOF 文件的写入不需要进行 seek ， 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令（比如写入时磁盘已满，写入中途停机，等等）， redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
  
• Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写： 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
  
• AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作， 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析（parse）也很轻松。 导出（export） AOF 文件也非常简单： 举个例子， 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重写， 那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。
  

2. AOF 的缺点

• 对于相同的数据集来说，AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。
  
• 根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下， 每秒 fsync 的性能依然非常高， 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快， 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时，RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间（latency）。
  
• AOF 在过去曾经发生过这样的 bug ： 因为个别命令的原因，导致 AOF 文件在重新载入时，无法将数据集恢复成保存时的原样。 （举个例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH source destination timeout 就曾经引起过这样的 bug 。） 测试套件里为这种情况添加了测试： 它们会自动生成随机的、复杂的数据集， 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见， 但是对比来说， RDB 几乎是不可能出现这种 bug 的。