Redis單機資料庫持久化與過期建刪除
簡言
作為一名程式猿，redis已經是我們接觸最多的快取工具之一，它的應用面很廣，那麼大家是否對他真的有些瞭解呢，對於antirez大神的想法我也是算不上略懂一二，再此知識簡單談談關於redis的一些小事
redis的儲存結構
首先讓我們來了解一下redis的儲存結構（廢話不多說，直接上圖）
1、redis單機資料庫與過期鍵刪除策略
下面讓我們來自轉入正題，redis的過期鍵刪除策略，我們知道當我們安裝redis後，它預設有16個子資料庫，我們可以通過一些命令插入刪除鍵值對，也可以切換資料庫，但我們今天討論的重點不在這兒，在redis中有一類比較特殊的鍵值對，那就是被expire命令設定了過期時間的鍵值對，他們只在規定時間內有效，最最常見的應用例項便是驗證碼，在生活中我們經常需要驗證碼，一般一分鐘就失效了，那麼這些失效了的驗證碼要如何處理呢，如果放任不管，我們知道redis是本地資料庫，如果不處理，這些驗證碼長期存留於記憶體便造成記憶體洩漏，久而久之，伺服器必然癱瘓。
1.1、redis儲存過期鍵的方式
1.2、那麼redis是如何處理過期鍵的？
廢話不多說，直接出答案 redis的三種過期鍵刪除策略
- 定時刪除 在設定具有過期時間的鍵值對的時候，給這個鍵值對加上定時器，當過期時間來臨則刪除這個鍵值對 優點 時效性很好 缺點 對cpu很不友好，大量消耗cpu效能，影響整體效能
- 惰性刪除 放任過期鍵不管，但是每次在redis取出鍵值對的時候，進行過期檢驗，刪除其中過期鍵 優點 對cpu很友好 缺點 對記憶體很不友好，導致大量記憶體洩漏
- 定期刪除 每隔一段時間檢查一次資料庫，刪除裡面的過期鍵，至於檢查多少個數據庫，由演算法決定 優點 對cpu和記憶體均比較友好 缺點 如果頻繁清除對cpu不友好，如果清除不及時對記憶體不友好
從上面來看，不論選擇哪種方式都不是最優，畢竟人無完人，十全十美的策略也是不存在的，團隊的力量才是最強大的，所以redis最終採用的策略是惰性刪除與定期刪除相結合，定期刪除過期鍵，並且在做get操作時進行過期鍵檢查，刪除過期鍵
2、redis持久化
2.1、RDB
RDB的持久化方式是將資料化當前的狀態儲存起來，也就是將它的鍵值對儲存為一個壓縮的二進位制檔案，RDB的持久化有兩種命令
- SAVE 系統阻塞然後生成RDB檔案，在檔案生成期間不能對外提供服務，
- BGSAVE 建立子程序進行RDB檔案的生成，父程序繼續處理任務
那麼何時進行RDB儲存當前狀態？ 在redis中以下的情況會進行RDB儲存當前狀態（預設的配置）
- 1、900秒之內有一次修改這進行RDB儲存
- 2、300秒之內有十次修改，進行RDB儲存
- 3、60秒內有一萬次修改，進行RDB儲存
最後RDB檔案什麼時候被使用？ RDB檔案只在系統啟動的時候被使用，系統啟動的時候檢測到RDB檔案的存在則會載入RDB檔案
2.2、AOF
RDB通過儲存資料庫資料來儲存狀態，而AOF則是通過儲存Redis說執行的每一條命令來儲存資料庫狀態
當Redis開啟Aof功能的時候，系統將會將說執行的命令通過Aof的方式進行同步 他的同步分為大致可分為兩部，
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1、將命令寫入aof緩衝區aof_buf 我們知道寫入儲存器是極為費時的操作，所以為了加快寫回速度，減少I/O造成的效能浪費，Redis加上了緩衝區
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2、 將緩衝區命令寫入到AOF檔案進行同步 將緩衝區的資料寫回AOF檔案採用FlushAppendOnlyFile函式，而這個函式的執行實際由redis的一個配置選項appendSync決定，它有三種策略
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awalys 總是將緩衝區aof_buf的資料時時同步到AOF檔案（此方法I/O和cpu消耗較大）
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everysec 每隔一秒將資料寫回一次（Redis預設的方式）
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no 將緩衝區aof_buf的資料同步到AOF檔案由系統決定。
從上面的介紹可知三種方法各有利弊，系統採用了everysec的方式。
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3、AOF檔案的重寫 當AOF檔案過大的時候，會對Redis造成影響，那麼Redis就會對AOF進行重寫 如
//假設系統有如下三條命令 127.0.0.1:6379[1]> RPUSH list 1 2 3 4 //[1,2,3,4] 127.0.0.1:6379[1]> RPOP list //[1,2,3] 127.0.0.1:6379[1]> LPOP list //[2,3] //其實可用一條命令代替 RPUSH 2，3 複製程式碼經過重寫可大大縮小Redis AOF檔案的大小
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4、AOF檔案何時啟用 AOF檔案也是在系統啟動的時候系統自動載入AOF檔案進行同步
2.3、AOF與RDB共存時啟動過程
見下圖
2.4、一些值得探討的事
我們知道redis是記憶體資料庫，並非持久化資料庫，根據CAP理論，redis是滿足高可用和分割槽容錯性的資料庫，那麼其實Redis的持久化並不安全？答案確實如此，很多人說，Redis也是可以做到持久化的，將AOF的持久化策略設定為awalys不就可以了嗎，那樣最多就丟失一條命令。。。
但是這恰恰違背了Redis高可用的特性，會大大降低Redis的qbs，讓Redis大打折扣，在通常情況下我們採用的是everysec，在每隔一秒將緩衝區的資料寫回AOF檔案，這樣的話，如果系統宕機，就會有丟失一秒資料的危險。
魚與熊掌不可兼得，所以Redis並不是很好的持久化資料庫工具，當儲存重要資料的時候還是得使用mysql sqlsever 等持久化資料庫工具。
結語
文字簡單介紹了redis的一些簡單的內容，如有差錯歡迎討論和提出意見與建議，請各位大神手下留情，下一篇文章本小小編將簡單介紹多機版Redis的叢集，叢集同步等內容，期待下回再見。
- 參考書籍《Redis設計與實現》
- 網上文章，不一一列舉。
增鑫
廣州蘆葦科技Java開發團隊
蘆葦科技-廣州專業網際網路軟體服務公司
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