为什么持久化？

持久化是Redis保障高可用性的基础。因为Redis是一个内存数据库，它的数据均保存在内存中，如果Redis实例发生宕机，在没有数据备份前提下，你的生产数据将会全部丢失。这时完善的持久化机制，可以把内存中的数据持久化到磁盘上，方便我们进行备份数据和快速恢复数据。

但是持久化就一定能保证数据不丢失吗？

首先我们要了解Redis为了保证高可用性，一般都是从一下几个方面入手的：

• 数据持久化
• 主从复制
• 自动故障恢复
• Redis集群

常见的Redis持久化有两种：（1）RDB快照持久化（2）AOF持久化，区别在于RDB持久化保存完整的数据，AOF缓存的是redis指令（当然我们该可以简化AOF缓存的指令）。缺点也很明显，RDB是某一时刻的数据快照，因此它的数据并不全，生成RDB文件的代价是比较大的，它会消耗大量的CPU和内存资源。RDB持久化适用于主从全量同步数据、数据库备份。AOF适合做增量数据的持久化。Redis启动会优先加载AOF文件进行数据恢复。

AOF 持久化

什么是 AOF 持久化

AOF(Append Only File):通过保存数据库执行的命令来记录数据库的状态。

AOF日志对数据库命令的保存顺序是，Redis 先执行命令，把数据写入内存，然后才记录日志。

为什么要后记录日志呢

1、后写，能够避免记录到错误的命令。因为是先执行命令，后写入日志，只有命令执行成功了，命令才能被写入到日志中。

2、避免阻塞当前的写操作，是在命令执行后才记录日志，所以不会阻塞当前的写操作。

AOF 的潜在风险

• 1、如果命令执行成功，写入日志的时候宕机了，命令没有写入到日志中，这时候就有丢失数据的风险了，因为这时候没有写入日志，服务断电之后，这部分数据就丢失了。

这种场景在别的地方也很常见，比如基于 MQ 实现分布式事务，也会出现业务处理成功 + 事务消息发送失败这种场景，RabbitMQ，RocketMQ，Kafka 事务性，消息丢失和消息重复发送的处理策略

• 2、AOF 的日志写入也是在主线程进行的，如果磁盘的压力很大，写入速度变慢了，会影响后续的操作。

这两种情况可通过调整 AOF 文件的写入磁盘的时机来避免

AOF 文件的写入和同步

AOF 文件持久化的功能分成三个步骤，文件追加(append)，文件写入，文件同步(sync)。

AOF 文件在写入磁盘之前是先写入到 aof_buf 缓冲区中，然后通过调用 flushAppendOnlyFile 将缓冲区中的内容保存到 AOF 文件中。

写入的策略通过 appendfsync 来进行配置

• Always：同步写回 每次写操作命令执行完后，同步将 AOF 日志数据写回硬盘；

• Everysec：每秒写回 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：操作系统控制的写回 Redis 不在控制命令的写会时机，交由系统控制。每次写操作命令执行完成之后，命令会被放入到 AOF 文件的内核缓冲区，之后什么时候写入到磁盘，交由系统控制。

RDB 持久化

什么是 RDB 持久化

RDB(Redis database)：实现方式是将存在 Redis 内存中的数据写入到 RDB 文件中保存到磁盘上从而实现持久化的。

和 AOF 不同的是 RDB 保存的是数据而不是操作，在进行数据恢复的时候，直接把 RDB 的文件读入到内存，即可完成数据恢复。

RDB 如何做内存快照

Redis 中对于如何备份数据到 RDB 文件中，提供了两种方式

• 1、save: 在主线程中执行，不过这种会阻塞 Redis 服务进程；

• 2、bgsave: 主线程会 fork 出一个子进程来负责处理 RDB 文件的创建，不会阻塞主线程的命令操作，这也是 Redis 中 RDB 文件生成的默认配置；

对于 save 和 bgsave 这两种快照方式，服务端是禁止这两种方式同时执行的，防止产生竞争条件。

Redis 中可以使用 save 选项，来配置服务端执行 BGSAVE 命令的间隔时间

## Save the DB on disk:##   save <seconds> <changes>##   Will save the DB if both the given number of seconds and the given#   number of write operations against the DB occurred.##   In the example below the behaviour will be to save:#   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed#   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed#   after 60 sec if at least 10000 keys changed##   Note: you can disable saving completely by commenting out all "save" lines.##   It is also possible to remove all the previously configured save#   points by adding a save directive with a single empty string argument#   like in the following example:##   save ""save 900 1save 300 10save 60 10000

save 300 10 就是服务端在300秒，读数据进行了至少10次修改，就会触发一次 BGSAVE 命令

 

单节点模式

单节点模式下只使用RDB持久化，在某一时刻redis宕机，此时的数据并没有来得及进行rdb持久化备份，这就出现了数据丢失的可能。
在Redis单节点模式下，我们可以可以采用RDB+AOF结合使用防止Redis缓存数据丢失，一个进行全量数据备份，一个进行增量操作指令的备份。

Redis集群模式

在Redis集群主从结构下，如果不开启master的持久化，在master意外宕机后，由于数据全在master节点的内存上，在master节点重启后数据将会全部丢失。此时进行主从数据同步操作，将会导致slave从节点的数据也会被master节点的空数据覆盖清理掉。
在master-slave主从模式下master node 必须开启持久化功能来保证数据不丢失。

但是master-node开启持久化并不意味着数据就不会丢失。

数据异步复制时丢失

因为master-slave节点的数据同步是异步的，可能在数据同步完成前master节点发生宕机，此时这部分的数据就意外丢失了。

脑裂时数据丢失

所谓脑裂，是指master节点自己突然脱离正常网络（并没有宕机，还在运行中），与其他的salve节点的连接断开，但哨兵会认为master节点已经宕机，要从slave节点中重新选举新的master节点，这个时候集群中实际存在两个master节点，这就是脑裂。
虽然某一个slave节点被选举为master节点，但是客户端连接的master仍然是旧master节点，数据还是写向旧master节点上，当旧master节点再次恢复后，会作为slave节点挂在新master节点上，旧master节点中的数据会被新master节点上的数据同步清理掉。

解决方案

通过redis.conf 中配置项，设置至少有1个slave，数据复制和同步的延迟不能超过8秒，来减少异步复制和脑裂导致的数据丢失 ：

min-slaves-to-write 1 
min-slaves-max-lag 8

如果所有的slave节点的数据同步延时都超过8s，master节点拒绝写请求。
这种情况下脑裂也就最多丢失8秒的数据。