概述

redis跟memcached類似，都是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，不過(guò)redis支持?jǐn)?shù)據(jù)持久化，也就是說(shuō)redis可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)同步到磁盤來(lái)持久化，以確保redis 的數(shù)據(jù)安全。不過(guò)持久化這塊可能比較容易產(chǎn)生誤解，下面聊聊這塊。

Redis持久化是如何工作的？

什么是持久化？簡(jiǎn)單來(lái)講就是將數(shù)據(jù)放到斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失的設(shè)備中，也就是我們通常理解的硬盤上。

1、數(shù)據(jù)庫(kù)寫操作的5個(gè)過(guò)程

首先我們來(lái)看一下數(shù)據(jù)庫(kù)在進(jìn)行寫操作時(shí)到底做了哪些事，主要有下面五個(gè)過(guò)程：

客戶端向服務(wù)端發(fā)送寫操作（數(shù)據(jù)在客戶端的內(nèi)存中）。
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)端接收到寫請(qǐng)求的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)在服務(wù)端的內(nèi)存中）。
服務(wù)端調(diào)用write這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，將數(shù)據(jù)往磁盤上寫（數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)存的緩沖區(qū)中）。
操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤控制器上（數(shù)據(jù)在磁盤緩存中）。
磁盤控制器將數(shù)據(jù)寫到磁盤的物理介質(zhì)中（數(shù)據(jù)真正落到磁盤上）。

2、故障分析

寫操作大致有上面5個(gè)流程，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)故障時(shí)，這時(shí)候系統(tǒng)內(nèi)核還是完好的。那么此時(shí)只要我們執(zhí)行完了第3步，那么數(shù)據(jù)就是安全的，因?yàn)楹罄m(xù)操作系統(tǒng)會(huì)來(lái)完成后面幾步，保證數(shù)據(jù)最終會(huì)落到磁盤上。當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，這時(shí)候上面5項(xiàng)中提到的所有緩存都會(huì)失效，并且數(shù)據(jù)庫(kù)和操作系統(tǒng)都會(huì)停止工作。所以只有當(dāng)數(shù)據(jù)在完成第5步后，才能保證在斷電后數(shù)據(jù)不丟失。

【補(bǔ)充】這里可能有幾個(gè)疑問(wèn)：

數(shù)據(jù)庫(kù)多長(zhǎng)時(shí)間調(diào)用一次write，將數(shù)據(jù)寫到內(nèi)核緩沖區(qū)？
內(nèi)核多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)將系統(tǒng)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫到磁盤控制器？
磁盤控制器又在什么時(shí)候把緩存中的數(shù)據(jù)寫到物理介質(zhì)上？

對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題，通常數(shù)據(jù)庫(kù)層面會(huì)進(jìn)行全面控制。

而對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，操作系統(tǒng)有其默認(rèn)的策略，但是我們也可以通過(guò)POSIX API提供的fsync系列命令強(qiáng)制操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從內(nèi)核區(qū)寫到磁盤控制器上。

對(duì)于第三個(gè)問(wèn)題，看起來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)無(wú)法觸及，但實(shí)際上，大多數(shù)情況下磁盤緩存是被設(shè)置關(guān)閉的，或者是只開啟為讀緩存，也就是說(shuō)寫操作不會(huì)進(jìn)行緩存，直接寫到磁盤。建議的做法是僅僅當(dāng)你的磁盤設(shè)備有備用電池時(shí)才開啟寫緩存。

3、數(shù)據(jù)損壞

所謂數(shù)據(jù)損壞，就是數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)，上面我們講的都是如何保證數(shù)據(jù)是確實(shí)寫到磁盤上去，但是寫到磁盤上可能并不意味著數(shù)據(jù)不會(huì)損壞。比如我們可能一次寫請(qǐng)求會(huì)進(jìn)行兩次不同的寫操作，當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致一次寫操作安全完成，但是另一次還沒有進(jìn)行。如果數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)組織不合理，可能就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)完全不能恢復(fù)的狀況出現(xiàn)。

三種解決策略：

1）最粗糙的處理，就是不通過(guò)數(shù)據(jù)的組織形式保證數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性。而是通過(guò)配置數(shù)據(jù)同步備份的方式，在數(shù)據(jù)文件損壞后通過(guò)數(shù)據(jù)備份來(lái)進(jìn)行恢復(fù)。實(shí)際上MongoDB在不開啟操作日志，通過(guò)配置Replica Sets時(shí)就是這種情況。

2）在上面基礎(chǔ)上添加一個(gè)操作日志，每次操作時(shí)記一下操作的行為，這樣我們可以通過(guò)操作日志來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。因?yàn)椴僮魅罩臼琼樞蜃芳拥姆绞綄懙模圆粫?huì)出現(xiàn)操作日志也無(wú)法恢復(fù)的情況。這也類似于MongoDB開啟了操作日志的情況。

3）更保險(xiǎn)的做法是數(shù)據(jù)庫(kù)不進(jìn)行舊數(shù)據(jù)的修改，只是以追加方式去完成寫操作，這樣數(shù)據(jù)本身就是一份日志，這樣就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)的情況了。實(shí)際上CouchDB就是此做法的優(yōu)秀范例。

那么，redis又針對(duì)持久化提供了什么方式呢？

redis持久化的兩種方式

redis提供了兩種持久化的方式，分別是RDB（Redis DataBase）和AOF（Append Only File）。

RDB，簡(jiǎn)而言之，就是將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)快照的方式存儲(chǔ)到磁盤上，

AOF，則是將redis執(zhí)行過(guò)的所有寫指令記錄下來(lái)，通過(guò)write函數(shù)追加到AOF文件的末尾。在下次redis重新啟動(dòng)時(shí)，只要把這些寫指令從前到后再重復(fù)執(zhí)行一遍，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)了。