Redis持久化:AOF模式

AOF是append-only file的简称。
当redis server启动时,如果没有开启AOF模式,则加载AOF文件,否则将加载RDB文件。
如果redis中数据发生变化,那么不会直接写到硬盘里,而是先写到AOF缓冲区aof_buf中。
一 原理
AOF持久化需要三个过程:

1)命令追加:写到aof_buf中;

2)写入文件:执行write操作;

3)同步文件:同步到磁盘中。

while(1){
     processFileEvents(); // 处理文件事件
     
     processTimeEvents(); // 处理时间事件
    
     flushAppendOnlyFile(); // 是否将aof_buf中的内容写入和同步到AOF文件里面
}

redis进程是一个死循环,如果发现有写命令,那么这些命令会以Redis通信协议的格式添加到aof_buf中(命令追加),并执行appendfsync策略(写入和同步),这种策略一共有三种:

1)always:将aof_buf中的内容写入并同步到AOF文件中。

2)everysec:将aof_buf中内容写如AOF文件中,如果上次同步AOF文件的时间距离现在超过1s,那么再次同步AOF文件。这个操作是由一个线程专门负责执行的。

3)no:将aof_buf中的内容写入到AOF文件中,但并不对AOF同步,何时同步交给OS。

用户调用write函数,并不会直接写入磁盘,而是将数据暂存在内存缓冲区中,等缓冲区被填满或者超过指定时限后,会将数据同步到磁盘中(flush).

1的优点是数据安全,效率太低,因为过于频繁的调用系统;只有在这种策略下,redis的事务是满足持久化的。

3的优点是效率较高,但是不够安全,因为buf中的数据可能因为宕机而丢失;

2介于两者之间,在效率和安全之间达到一个平衡。这里我们又一次看到折中思想在计算机中的应用。

二 AOF文件重写
AOF模式的一个问题是AOF文件可能会变得非常大。

通过分析AOF文件,往往发现里面有太多的重复和冗余数据,可以生成一个新的AOF文件来代替旧的AOF文件,这就是AOF重写。这个操作满足一定条件是,Redis会自动触发。

AOF重新通过bgRewriteAOF命令来完成,这时会fork一个子进程,这样主进程还可以继续处理命令。除此之外,子进程带有主进程的数据副本,可以在避免锁的情况下,保证数据的安全性。

AOF重写面临的一个问题是:在重写期间,主进程继续处理命令,而新的命令有可能还会对现在有数据进行修改,这会导致当前数据库中的数据和生成的AOF文件不一致。

为了解决上述问题,Redis增加了一个AOF重写缓冲区rewrite_buf,主进程接收到新的写命令之后,会把这个命令的协议内容追到rewrite_buf中。这样主进程在处理命令的时候,一面将命令追加到aof_buf中,一面将写命令追加到rewrite_buf中。也就是说在重写的时候,也会更新旧文件,这是为了防止重写AOF失败。

当子进程重写完毕之后,会给父进程发送一个信号,父进程接受到这个信号以后,会调用一个信号处理函数,完成以下工作:

1)将rewrite_buf中的数据全部写到新的AOF文件中。

2)修改新的AOF文件的文件名(主进程会短暂阻塞),覆盖旧的文件。

2017-12-27阅:

数据持久化的路径:内存->buf->文件,分别对应了AOF的三个步骤。

appendfsync策略以时间作为折中的标准。

2019-03-19阅:
append, write, flush
always, everysec, no

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