Redis 持久化之 AOF 策略

1.  什么是 AOF

AOF 是 append only file，AOF 文件中记录了每次的操作指令，在启动 Redis 时，会将 AOF 文件中的数据读取出来以恢复数据。

2. 开启 AOF

Redis 默认关闭 AOF，可以通过将 Redis 配置文件中的 appendonly 设置为 yes，这样就开启了 AOF，此时 RDB 就会关闭，只能使用 AOF 和 RDB 中的一个。

3. AOF 的工作流程

用户执行指令后，会将该指令写入到 AOF 缓冲区（aof_buf，即一段内存缓冲区），当新的指令数量达到一定时，就会将这些新的指令写入到 AOF 文件中，再保存至硬盘。

注意：

• 在向硬盘中写数据时，不是用户执行了一条新指令就写一条，而是将新指令积累到一定数量后统一进行写入，这样可以减少写硬盘的次数，从而降低写硬盘对 Redis 性能的影响。
• Redis 将 AOF 文件写入硬盘是将文件中的数据追加到原文件后，属于顺序读写，速度相对较快。
• 如果在写 AOF 缓冲区时主机突然掉电了，由于数据是存储在硬盘上的，那么这些数据也会消失不见。这就与 Redis 写 AOF 文件的频率有关。

4. AOF 缓冲区同步文件策略

上面我们谈到，当由于有些数据是存储在 AOF 缓冲区的，那么就有可能因为某些原因导致内存上的数据消息，我们可以通过修改缓冲区的刷新策略尽可能地减少上述的问题。

Redis 提供的刷新策略有三种：

• always：只要用户执行了一条指令，就将这条指令写入硬盘；
• everysec： Redis 默认策略，以 1s 为刷新区间，每隔 1s 就将新指令写入硬盘；
• no：操作系统自行刷新缓冲区。

三种刷新策略的比较：

• always：刷新频率最高，数据可靠性最高，但由于涉及到频繁写硬盘，就会降低 Redis 性能；
• everysec： 刷新频率相较于 always 较低，数据可靠性也会降低，但是由于写硬盘的频率降低了，Redis 的性能也会提高；
• no：刷新频率最低，数据可靠性最差，写硬盘的频率最低，Redis 性能最高。

5. AOF 文件重写机制

随着执行的指令数越来越多，那么写入 AOF 文件中的数据也就会越来越多，导致 AOF 文件变得越来越大。由于 Redis 在启动时会将 AOF 中的数据取出，就导致 Redis 的启动时间变长。

• Redis 将AOF 文件进行压缩，将多条指令压缩为一条指令，如：set key1 aaa、set key1 bbb、set key1 ccc，那么就会将这三条指令压缩为 set key1 ccc，以此类推；
• Redis 也会将 AOF 中已经超时的数据删除，以减小文件的大小；
• 删除无效指令，如：del、keys 等。

较小的 AOF 文件会加快 Redis 程序的启动速度，也会减少硬盘的占用。

6. 触发 AOF 重写机制

6.1 手动触发

• 手动执行 bgrewriteaof 指令

6.2 自动触发

• auto-aof-rewrite-min-size：表示触发重写时 AOF 的最小文件大小，默认为 64MB。
• auto-aof-rewrite-percentage：代表当前 AOF 占用大小相比较上次重写时增加比例。

7. AOF 重写流程

1. 与 RDB 一样，父进程首先会创建子进程，子进程将指令存入新 AOF 文件中，父进程依然接收客户端请求，子进程进行重写操作；
2. 由于在子进程进行重写时，依然会有新的指令依次执行，于是父进程会将新的指令同时写入aof_buf 和 aof_rewrite_buf（也是一段内存缓冲区）；
3. 当子进程完成复制后，就会给父进程发送信号，父进程就会将 aof_rewrite_buf 中的数据写入到新 AOF 文件中；
4. aof_rewrite_buf 中的数据写入完成后，就会将新的 AOF 文件代替旧的 AOF 文件。

注意：

• 子进程在进行重写时，只是将 Redis 中的数据取出来以 AOF 文件的形式存入新 AOF 文件，并不关系指令的操作流程；
• AOF 文件是以文本形式存储数据的，而 RDB 文件是以二进制文件存储数据的，相比之下，读取 RDB 文件中的数据比读取 AOF 文件中的数据速度更快；
• 既然父进程已经将新的指令写入到新的 AOF 文件中，那为什么还要重写旧 AOF 文件？这是因为若在子进程重写的过程中，如果发生主机掉电等问题，由于新 AOF 文件是存储在内存中的，那么新 AOF 文件在主机重启后就会消失，新的指令就不会生效。若将新指令同时写入到旧 AOF 文件中，由于旧 AOF 文件是存储在硬盘上的，那么在 Redis 重启后依然能获取到旧 AOF 文件中的数据，新执行的指令也就会生效，保证了数据完整性。这也就是 AOF 比 RDB 可靠的体现；
• 若在执行 bgrewriteaof 之前就已经有子进程在进行 AOF 重写操作，那么就不会执行此次重写；
• 若在执行 bgrewriteaof 之前已经有子进程在进行 RDB 重写操作，那么会等待 RDB 重写执行完再执行 AOF 重写操作。

8. 混合持久化

由于 AOF 文件中的数据是以文本形式存储的，那么在启动 Redis 时读取 AOF 文件中的内容所消耗的时间就会变多，于是可以采取使用 RDB 文件存储方式，即使用二进制存储数据，那么就会加快文件的读取速度。

在 Redis 的配置文件中，若将 aof_use_rdb_preamble 设置为 yes，就表示以二进制形式存储数据。Redis 默认 aof_use_rdb_preamble 为 yes。