【大厂面试06期】谈一谈你对Redis持久化的理解?

Redis持久化面试中经常会问到的问题,这里主要通过对以下几个问题进行分析,帮助大家了解Redis持久化的实现原理。

1.Redis持久化是什么?

2.Redis持久化有哪些策略?各自的实现原理是怎么样的?

3.Redis的数据恢复策略是怎么样的?

4.Redis持久化策略该如何进行选择?

1.Redis持久化是什么?

因为Redis是一个内存数据库,数据保存在内存中,一旦发生关机或者重启,内存中的数据都会丢失,所以为了能够重启时恢复数据,Redis提供了持久化的机制,正常运行期间根据策略生成持久化文件。在机器重启后,可以根据根据持久化文件恢复内存中的数据。Redis还为我们提供了持久化的机制。(虽然有主从同步,主机挂掉之后,可以让从节点成为主节点,但是如果整个机房都发生停电,那么主节点和从节点内存中的数据都会丢失,所以这也是持久化存在的意义。)

2.Redis持久化有哪些策略?

Redis持久化的策略主要有AOF持久化,RDB持久化,混合持久化。这是我自己总结的一个图:

【大厂面试06期】谈一谈你对Redis持久化的理解?

AOF持久化

【大厂面试06期】谈一谈你对Redis持久化的理解?

执行流程

AOF持久化主要是Redis在修改相关的命令后,将命令添加到aof_buf缓存区的末尾,然后在每次事件循环结束时,

根据appendfsync的配置:

appendfsync = always 每条修改命令都会更新到磁盘上的AOF文件, 最多只会丢失当前正在写入的命令

appendfsync = everysec 每秒更新到磁盘上的AOF文件一次, 最多丢失2秒的数据(因为执行fsync命令刷盘也需要时间,下面会解释)

appendfsync = no 不自动更新到磁盘上的AOF文件,由操作系统来决定何时刷盘(linux 貌似大部分默认是 30s)。可能会丢失刷盘之前的写入数据。

(基于性能考虑一般生产环境的配置都是everysec)

(aof_buf是Redis中的SDS结构,可以理解为是一个字符串,只是对C语言的字符串做了一些优化,每次将新执行的更新命令添加到字符串末尾。)

怎么防止AOF文件越来越大?

为了防止AOF文件越来越大,可以通过执行BGREWRITEAOF命令,会fork子进程出来,读取当前数据库的键值对信息,生成所需的写命令,写入新的AOF文件。在生成期间,父进程继续正常处理请求,执行修改命令后,不仅会将命令写入aof_buf缓冲区,还会写入重写aof_buf缓冲区。当新的AOF文件生成完毕后,子进程父进程发送信号,父进程将重写aof_buf缓冲区的修改命令写入新的AOF文件,写入完毕后,对新的AOF文件进行改名,原子地(atomic)地替换旧的AOF文件。

什么是AOF文件追加阻塞?

修改命令添加到aof_buf之后,如果配置是everysec那么会每秒执行fsync操作,调用write写入磁盘一次,但是如果硬盘负载过高,fsync操作可能会超过1s,Redis主线程持续高速向aof_buf写入命令,硬盘的负载可能会越来越大,IO资源消耗更快,所以Redis的处理逻辑是会对比上次fsync成功的时间,如果超过2s,则主线程阻塞直到fsync同步完成,所以最多可能丢失2s的数据,而不是1s。

RDB持久化

RDB持久化指的是在满足一定的触发条件时(在一个的时间间隔内执行修改命令达到一定的数量,或者手动执行SAVE和BGSAVE命令),对这个时间点的数据库所有键值对信息生成一个压缩文件dump.rdb,然后将旧的删除,进行替换。

执行流程

实现原理是fork一个子进程,然后对键值对进行遍历,生成rdb文件,在生成过程中,父进程会继续处理客户端发送的请求,当父进程要对数据进行修改时,会对相关的内存页进行拷贝,修改的是拷贝后的数据。(也就是COPY ON WRITE,写时复制技术,就是当多个调用者同时请求同一个资源,如内存或磁盘上的数据存储,他们会共用同一个指向资源的指针,指向相同的资源,只有当一个调用者试图修改资源的内容时,系统才会真正复制一份专用副本给这个调用者,其他调用者还是使用最初的资源,在CopyOnWriteArrayList的实现中,也有用到,添加或者插入一个新元素时过程是,加锁,对原数组进行复制,然后添加新元素,然后替代旧数组,解锁)

【大厂面试06期】谈一谈你对Redis持久化的理解?

//CopyOnWriteArrayList的添加元素的方法 public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e; setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } } 混合持久化(Redis4.0+) 执行流程

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