持久化

：持久化最简单的高可用的方法（有的时候甚至不被归为高可用的手段）主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出二丢失
主从复制：

主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的，主从复制主要是实现了数据的多级备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复，

缺陷：故障恢复无法自动化，写操作无法负载均衡，存储能力收到单机的限制
哨兵

：在主从复制的基础上，

哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法实现负载均衡，存储能力受到单机的限制
集群：

通过集群，

Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。

二，Redis的两种持久化

2.1持久化的功能

Redis是内存数据库，数据都是存储在内存中，为了避免服务器断电等原因导致Redis进程异常退出后数据的永远丢失，需要定期将redis中的数据以某种形式（数据或命令）从内存保存到硬盘，当下次Redis重启时，利用持久化文件实现数据包恢复，除此之外，为了进行容灾备份，，可以将持久化文件拷贝到一个运程位置。

2.2，Redis的两种持久化

RDB持久化：原理是将redis在内存中的数据库记录定时保存到磁盘上（类似于快照）

AOF持久化：原理是将Redis的操作日志以及追加的方式写入文件（类似于mysql的binlog）

总结：由于AOF持久性实时性更好，即当进程意外退出时丢失的数据更少，一次AOF是目前主流的持久化方式

三，Redis的RDB持久化

RDB持久化是指在指定的时间间隔内，将内存中当前进程中的数据生产快照保存到硬盘（因此也称为快照持久化），用的二进制压缩存储，保存的文件后缀是。RDB，当Redis重新启动时，可以读取快照文件恢复数据。

3.1触发条件

触发条件有：手动触发和自动触发

手动触发

手动触发Redis进行RDB持久化命令有两种

save命令
该命令会阻塞当前Redis服务器，执行sane命令期间，redis不能处理其他命令。知道RDB过程完成为止，
显然该命令对于比较大的实例会造成长时间的阻塞，这是致命缺陷，为了解决此问题，Redis提供了第二种方式

bgsave命令
执行该命令是，Redis会在后台一部进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求，具体操作是Redis
进程执行fork操作创建子进程，rdb持久化过程有子进程负责，完成后自动结束阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短

自动触发

在自动触发RDB持久化的时候，Redis也会选择bgsave而不是save来进行持久化

1，-save：这里是依赖配置触发Redis的RDB持久化条件，也就是什么时候将内存中的数据持久化到硬盘，比如save m n 。表示m秒内数据及存在n条修改时，自动1触发bgsave

2，当然如果你至少Redis的存储功能，不需要持久化，那么你可以注销所以的save行来停用保存功能，可以直接一个空字符串来实现停用 save

vim /etc/redis/6379.conf
#自动触发最常见的情况是在配置文件中通过save m n，指定当m秒内发生n次变化时，会触发bgsave。 
 
save 900 1 :当时间到900秒时，如果redis数据发生了至少1次变化，则执行bgsave
save 300 10 :当时间到300秒时， 如果redis数据发生了至少10次变化，则执行bgsave
save 60 10000 :当时间到60秒时，如果redis数据发生了至少10000次变化， 则执行bgsave
#19行--以上三个save条件满足任意一个时，都会引起bgsave的调用
 
rdbcompression yes
#242行--是否开启RDB文件压缩 
 
dbfilename dump.rdb
#254行--指定RDB文件名 
 
dir /var/lib/redis/6379
#264行--指定RDB文件和AOF文件所在目录

其他自动触发机制

除了save m n 格式的触发外，还有一些其他情况会触发bgsave备份

在主从复制场景下，如果从节点执行全量复制操作，则主节点会执行bgsave命令，并将rdb文件发送给从节点
执行shutdown命令时，自动执行rdb持久化

3.2 执行流程、

Redis父进程首先判断：当前是否执行save，或bgsave/bgrewriteaof（aof文件重写命令）的子进程，如果在执行则bgsave命令直接返回（两个进程同时执行大量的磁盘子进程，可能引起严重的性能问题）
父进程执行 fork() 创建子进程，这个过程父进程是阻塞的，Redis进程不能执行来自客户端的任何命令。
父进程fore()创建后，bgsave命令返回“Backgroup saving srarted”信息并不再阻塞父进程，父进程就可以响应其它命令。
子进程创建RDB文件，根据父进程内存快照生成临时快照文件，完成对原有文件进行原子替换（RDB始终完整）
子进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息。

3.3，启动时加载RDF文件（恢复）

将备份文件（dump。rdb）移动到redis安装目录并启动服务即可，Redis就会自动加载文件数据至内存中，Redis服务器在在载入rdb文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入工作完成为止。
RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的，并没有专门的命令。
但是由于AOF的优先级更高，因此当AOF开启是，Redis会优先载入AOF文件来恢复
只有当AOF关闭时，才会在Redis服务器上启动时检查rdb文件，并且自动载入。
服务器载入RDB文件期间处于阻塞状态，直到载入完成为止
Redis载入RDB文件时，会对RDB进行文件效验，如果文件损坏，则日志中会打印错误，Redis启动1失败

四，Redis的AOF持久化

RDB持久化是将进程数据写入文件，而AOF持久化，则是讲过Redis执行的每次写，删除命令记录到单独的日志文件中，查询操作不会记录，当Redis重启时再次执行AOF文件中的命令来恢复数据

4.1 开启AOF

Redis服务器默认是开启RDB的，关闭AOF的，要开启AOF，需要在我们安装时设置的redis配置文件中进行更改。我这里是默认的/etc/redis/6379.conf配置文件中配置。当开启AOF后，最后恢复数据时，优点是AOF文件中恢复，运维AOF的优先级远高于RDB

vim /etc/redis/6379.conf
 
appendonly yes
#700行--修改，开启AOF
 
appendfilename "appendonly.aof"
#704行--指定A0F文件名称
 
aof-load-truncated yes
#796行--是否忽略最后一条可能存在问题的指令
 
/etc/init.d/redis_6379 restart   
#重启服务

4.2 执行流程

由于需要记录Redis的每条写命令，因此AOF不需要触发，AOf的执行流程如下
命令追加：将Redis的写命令追加到缓冲区aof_buf；
文件写入（white）和文件同步（sync）：根据不同的同步策略将aof_buf中的内容同步到硬盘。
文件重写（rewrite）：定期重写AOF文件，达到压缩的目的

命令追加（append）

Redis先将命令追加到缓冲区，而不是直接写入文件，主要是为了避免每次有写命令都直接写入盘，从而导致硬盘io成为Redis负载的瓶颈

命令追加的格式是Redis命令请求的协议格式，它是一种

纯文本格式

，具有兼容性好、可读性强、容易处理、操作简单避免二次开销等优点。在A0F文件中，除了用于指定数据库的select命令 (如select0为选中0号数据库) 是由Redis添加的，其他都是客户端发送来的写命令。

文件写入（write）和文件同步（

sync

）

Redis提供了多种AOF缓存区的同步文件策略，策略涉及到操作系统的write函数和fsync函数，说明如下

为了提高文件写入效率，在现代操作系统中，当用户调用write函数将数据写入文件时，操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里，当缓冲区被填满或超过了指定时限后，才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率，但也带来了安全问题:如果计算机停机，内存缓冲区中的数据会丢失;因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数，可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里，从而确保数据的安全性

AOF缓存区的同步文件策略存在三种同步方式，它们分别是：

vim /etc/redis/6379.conf
 
---729---
● appendfsync always:（一直触发）
#解释：命令写入aof_ buf后立即调用系统fsync操作同步到AOF文件，fsync完成后线程返回。
     这种情况下，每次有写命令都要同步到AOF文件，硬盘IO成为性能瓶颈，Redis只能支持大约几百TPS写入，
     严重降低了Redis的性能；即便是使用固态硬盘(SSD)，每秒大约也只能处理几万个命令，而且会大大降低SSD的寿命。
 
● appendfsync no:（不进行持久化）
#解释：命令写入aof_ buf后调用系统write操作，不对AOF文件做fsync同步;
	 同步由操作系统负责，通常同步周期为30秒。这种情况下，文件同步的时间不可控，
	 且缓冲区中堆积的数据会很多，数据安全性无法保证。
 
● appendfsync everysec:（每一秒触发）
#解释：命令写入aof_ buf后调用系统write操作，write完成后线程返回; 
	 fsync同步文件操作由专门的线程每秒调用一次。
	 everysec是前述两种策略的折中，是性能和数据安全性的平衡，
	 因此是Redis的默认配置，也是我们推荐的配置。

文件

重写

（rewrite）

随着时间流逝，Redis服务器执行的写命令越来越多，AOF文件也会越来越大：过大的AOF文件不仅会影响服务器的正常运行，也会导致数据恢复需要的时间过长。
文件重写是指定期重写AOF文件，减小AOF文件的体积。需要注意的是，AOF重写是把Redis进程内的数据转化为写命令，同步到新的AOF文件；不会对旧的AOF文件进行任何读取、写入操作!
关于文件重写需要注意的另一点是：对于AOF持久化来说，文件重写虽然是强烈推荐的，但并不是必须的；即使没有文件重写，数据也可以被持久化并在Redis启动的时候导入：因此在一些实现中，会关闭自动的文件重写，然后通过定时任务在每天的某一时刻定时执行。

概括：文件重写主要目的就是为了减轻AOF文件的大小，缓解磁盘压力。重写的内容就是删除一些无效语句

4.3 文件重写

文件重写能压缩AOF文件的原因

过期的数据不再写入文件；

无效的命令不再写入文件：如有些数据被重复设值(set ydq 123， set ydq 321)、有些数据被删除了(set ky20 ydq 、 rename ky20 kgc、del kgc。三条一起执行的语句没有意义就会被删除。) 等。

多条命令可以合并为一个：如sadd myset 123, sadd myset 1234，sadd myset 12345 可以合并为sadd myset123 1234 12345。

通过上述内容可以看出，由于重写后AOF执行的命令减少了，文件重写既可以减少文件占用的空间，也可以加快恢复速度。

文件重新给的触发

手动触发：直接调用bgrewriteaof命令，该命令的执行与bgsave有些类似:都是fork子进程进行具体的工作，且都只有在fork时阻塞。

自动触发：通过设置auto-aof-rewrite-min-size选项和auto-aof-rewrite-percentage选项来自动执行BGREWRITEAOF。只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个选项同时满足时，才会自动触发AOF重写，即bgrewriteaof操作

vim /etc/redis/6379.conf
 
----771----
auto-aof-rewrite-percentage 100
#当前AOF文件大小(即aof_current_size)是上次日志重写时AOF文件大小(aof_base_size)两倍时，发生BGREWRITEAOF操作
 
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
#当前A0F文件执行BGREWRITEAOF命令的最小值，避免刚开始启动Reids时由于文件尺寸较小导致频繁的BGREWR ITEAOF

文件重写流程

Redis父进程首先判断当前是否存在正在执行bgsave/bgrewriteaof的子进程，如果存在则bgrewriteaof命令直接返回，如果存在bgsave命令则等bgsave执行完成后再执行
父进程执行fork操作创建子进程，这个过程中父进程是阻塞的。
父进程fork后，bgrewriteaof 命令返回”Background append only file rewrite started”信息并不再阻塞父进程，并可以响应其他命令。Redis的所有写命令依然写入AOF缓冲区，并根据appendfsync策略同步到硬盘，保证原有A0F机制的正确。
由于fork操作使用写是复制技术，子进程只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程依然在响应命令，因此Redis使用AOF重写缓冲区(aof_rewrite_buf) 保存这部分数据，防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。也就是说，bgrewriteaof执行期间，Redis的写命令同时追加到aof_ buf和aof_ rewirte_ buf两个缓冲区。
子进程根据内存快照，按照命令合并规则写入到新的AOF文件。
子进程写完新的AOF文件后，向父进程发信号，父进程更新统计信息，具体可以通过info persistence查看。
父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件，这样就保证了新AOF文件所保存的数据库状态和服务器当前状态一致。
使用新的AOF文件替换老文件，完成AOF重写。

重写流程注意点

重写由父进程fork子进程进行;
重写期间Redis执行的写命令，需要追加到新的AOF文件中，为此Redis引入了aof_ rewrite_buf缓存。

4.4 启动时加载

当AOF开启时，Redis启动时会优先载入AOF文件来恢复数据；只有当AOF关闭时，才会载入RDB文件恢复数据。
当AOF开启，但AOF文件不存在时，即使RDB文件存在也不会加载。
Redis载入AOF文件时，会对AOF文件进行校验，如果文件损坏，则日志中会打印错误，Redis启动失败。但如果是AOF文件结尾不完整(机器突然宕机等容易导致文件尾部不完整)，且aof-load- truncated参数开启，则日志中会输出警告，Redis忽略掉AOF文件的尾部，启动成功。
aof-load-truncated参数默认是开启的。

概述：redis默认是开启RDB文件，当AOF开启后，Redis将会优先对AOF操作，恢复时会先加载AOF文件数据，只要开启AOF，即使AOF文件不存在，也不会基于RDB文件恢复。恢复完后会对AOF文件校验，如果文件损坏，打印错误日志，报redis启动失败，如果是文件结尾不完整，且默认设置了删除不完整数据，则会进行警告。redis启动成功。

五，RDB和AOF的缺点

5.1 RDB持久化

RDB的优点

持久化的速度快（因为保存的是数据结果）在写入到*。RDB持久化文件，会进行压缩。来减小自身的体积。

集群中，redis的主从复制，从——》主服务器进行同步，默认先实现RDB文件恢复数据，所以同步性性能高。

RDB的缺点

数据完整性不如AOF

RDB类似于快照，可能会造成数据丢失

在进行备份时，会阻塞进程

5.2 AOF持久化

AOF的优点

AOF的数据完整性别RDB高

有重功能，会对无效数据进行删除，节省AOF文件占用的磁盘空间

AOF的缺陷

执行语句一致的情况下，AOF备份的内容更大（RDB备份的是结果，AOF备份的是语句）

AOF消耗的性能更大，占用的磁盘空间越来越大

六，Redis中如何获取mysql数据，以及删除数据

6.1、命中机制

Redis基本是做为缓存服务器来使用的，但是Redis怎么知道哪些数据需要被加载到Redis中的缓存中呢。

这就需要Redis中的命中机制，只有当客户端访问的热点数据，Redis才会将他们加载到redis缓存中给客户端访问。

6.2、淘汰机制

当缓存中的数据较多时，可能造成Redis内存不足，内存溢出等问题。所以，redis中有淘汰机制，进行淘汰一些数据，进行释放内存空间。

过期删除

给每一条加入到redis中的热点数据，设置过期时间，到达指定时间后，该数据被删除。客户端访问需要重新到mysql中获取。

惰性淘汰

将一些客户端访问量少的数据进行删除

随机淘汰

随机选取一些数据删除。

七，缓存压力高并发怎么处理

7.1、漏桶算法

漏桶算法是为了缓解Redis缓存服务受到强大的高并发进行处理。

步骤

先将请求进入到漏桶里，漏桶以固定的速度出水，也就是处理请求，当水加的过快，则会直接溢出，也就是拒绝请求，可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。

解释：

就是Redis中可以接收很多请求，但是它能处理的请求，只会按照它的速度来处理，但是请求数量过多后，redis就会拒绝服务

。

7.2、令牌桶算法

令牌桶也是用来缓解Redis高并发的一种算法。

步骤

系统会以一个恒定速度往桶里放入令牌，而如果请求需要被处理，则需要先从桶里获取一个令牌，当桶里没有令牌可取是，则拒绝服务。

解释：

Redis中有很多系统分配的令牌（令牌按系统分配的速度获取），每处理一个请求，就会分配一个令牌，当令牌用完了就会拒绝处理请求。（用完了就可能是高并发造成的）

原文链接：https://blog.csdn.net/m0_54594153/article/details/127129880

一，Redis高可用