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今天分享一下Redis的持久化、事務(wù)、管道相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速入門，豐富個(gè)人簡歷，提高面試level，給自己增加一點(diǎn)談資，秒變面試小達(dá)人，BAT不是夢。
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Redis是一個(gè)鍵值對數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器中通常包含著任意個(gè)非空數(shù)據(jù)庫，而每個(gè)非空數(shù)據(jù)庫中又可以包含任意個(gè)鍵值對，我們將是服務(wù)器中的非空數(shù)據(jù)庫以及它們的鍵值對統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。
Redis是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，如果不能將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)持久化到磁盤中，Redis突然宕機(jī)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
為了解決這個(gè)問題，Redis提供了RDB持久化功能，RDB持久化會(huì)將Redis在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)保存到磁盤中，避免數(shù)據(jù)意外丟失。
一、RDB持久化
RDB，英文全稱Redis DataBase，在指定的時(shí)間間隔，將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入磁盤，待恢復(fù)時(shí)再將磁盤中的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。
1、自動(dòng)觸發(fā)
redis.conf配置文件中，save
2、手動(dòng)觸發(fā)
通過save和bgsave手動(dòng)觸發(fā)RDB備份。
（1）save，在主程序中執(zhí)行會(huì)阻塞當(dāng)前Redis服務(wù)器，直到RDB持久化完成，也就是說save持久化期間，Redis就不能用了，禁止使用。
（2）bgsave，不阻塞當(dāng)前Redis服務(wù)器，Redis會(huì)fork一個(gè)子進(jìn)程，異步進(jìn)行快照操作。
禁用快照：redis-cli config set save ""。
3、設(shè)置保存條件
服務(wù)器程序會(huì)根據(jù)save選項(xiàng)所設(shè)置的保存條件，設(shè)置服務(wù)器狀態(tài)redisServer結(jié)構(gòu)的saveparams屬性。
dirty計(jì)數(shù)器記錄距離上次成功執(zhí)行save命令后，服務(wù)器對數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行了多少次修改。
lastsave屬性是一個(gè)UNIX時(shí)間戳，記錄了服務(wù)器上一次成功執(zhí)行save命令的時(shí)間。
屬性是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)元素都是一個(gè)saveparam結(jié)構(gòu)，每個(gè)saveparam結(jié)構(gòu)都保存了一個(gè)save選項(xiàng)設(shè)置的保存條件。
以上就是Redis服務(wù)器根據(jù)save選項(xiàng)所設(shè)置的保存條件，自動(dòng)執(zhí)行bgsave命令，進(jìn)行間隔性數(shù)據(jù)保存的實(shí)現(xiàn)原理。
4、加解密
RDB持久化功能所生成的RDB文件是一個(gè)經(jīng)過壓縮的二進(jìn)制文件，通過該文件可以還原生成RDB文件時(shí)的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。
5、RDB持久化優(yōu)缺點(diǎn)
（1）優(yōu)點(diǎn)
- 適合大規(guī)模的數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)。
- 可以定時(shí)備份。
- 對數(shù)據(jù)一致性、完整性要求不高的場景可以使用。
- RDB文件在內(nèi)存中的加載速度要比AOF塊。
（2）缺點(diǎn)
- 因?yàn)槭嵌〞r(shí)備份，如果Redis宕機(jī)的話，會(huì)丟失一部分?jǐn)?shù)據(jù)。
- 因?yàn)槭菙?shù)據(jù)的全量同步，如果數(shù)據(jù)量過大，會(huì)產(chǎn)生大量IO，嚴(yán)重影響服務(wù)器性能。
- RDB持久化時(shí)，會(huì)fork一個(gè)子進(jìn)程，如果數(shù)據(jù)過大， 可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器的瞬間延遲；fork的時(shí)候內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)被克隆一份，是否會(huì)造成內(nèi)存溢出，值得考慮。
6、哪些情況會(huì)觸發(fā)RDB持久化？
（1）redis.conf中的定時(shí)配置。
（2）手動(dòng)執(zhí)行save、bgsave命令。
（3）執(zhí)行flushall、flushdb命令，產(chǎn)生的.rdb文件是空的。
（4）執(zhí)行shutdown命令，且沒有設(shè)置AOF持久化。
（5）主動(dòng)復(fù)制時(shí)，主節(jié)點(diǎn)自動(dòng)觸發(fā)。
注意：save和bgsave不能同時(shí)執(zhí)行，如果bgsave命令正在執(zhí)行，那么客戶端發(fā)送的save命令會(huì)被拒絕執(zhí)行，服務(wù)器禁止save和bgsave同時(shí)執(zhí)行是為了避免父進(jìn)程和子進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)rdbSave調(diào)用，防止產(chǎn)生競爭條件。
創(chuàng)建RDB文件的實(shí)際工作是由rdb.c/rdbSave函數(shù)完成，save和bgsave會(huì)以不同的方式調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
二、AOF持久化
AOF，Append Only File，以日志的方式記錄每一個(gè)操作命令，只追加不修改，Redis啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取該文件，重新執(zhí)行一遍之前的寫操作命令，達(dá)到恢復(fù)數(shù)據(jù)的效果。
默認(rèn)不開啟，需要更改為appendonly yes，開啟AOF快照功能。
1、AOF持久化過程
（1）在執(zhí)行Redis命令時(shí)，Redis會(huì)將這些命令放入AOF緩存中，AOF緩存是位于內(nèi)存中的一個(gè)區(qū)域，AOF緩存中的命令達(dá)到一定數(shù)量后，批量寫入磁盤，避免頻繁的磁盤IO操作。
（2）根據(jù)AOF緩沖區(qū)同步文件的三種寫回策略，將命令寫到磁盤的AOF文件中。
（3）隨著寫入AOF內(nèi)容的增加，會(huì)根據(jù)規(guī)則進(jìn)行命令的合并，起到壓縮AOF文件的效果。
（4）當(dāng)Redis重啟時(shí)，會(huì)根據(jù)AOF文件，依此執(zhí)行命令，恢復(fù)內(nèi)存數(shù)據(jù)。
很多人會(huì)問，如果加入到AOF緩存的數(shù)據(jù)還沒寫入磁盤，此時(shí)服務(wù)器宕機(jī)了，數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生丟失嗎？
系統(tǒng)提供了fsync和fdatasync兩個(gè)同步函數(shù)，他們可以強(qiáng)制操作系統(tǒng)立即將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入到磁盤里，確保寫入數(shù)據(jù)的完整性。
2、appendfsync的選項(xiàng)值
（1）Always，同步寫回，每個(gè)寫命令執(zhí)行完立刻同步到磁盤；最多只會(huì)丟失一個(gè)命令的數(shù)據(jù)，最安全，但是效率最低。
（2）everysec，每秒寫回；它最多丟失1秒的數(shù)據(jù)。
（3）no，操作系統(tǒng)控制的寫回，每個(gè)命令執(zhí)行完，存到AOF緩存中，由操作系統(tǒng)決定，啥時(shí)候?qū)⒚顚懭氲酱疟PAOF文件中。
3、AOF持久化優(yōu)缺點(diǎn)
（1）優(yōu)點(diǎn)
更好的保護(hù)數(shù)據(jù)不丟失，性能高，可做緊恢復(fù)。
（2）缺點(diǎn)
- 等量級的命令，AOF持久化文件要大于RDB持久化文件。
- 恢復(fù)速度慢于RDB；
4、數(shù)據(jù)恢復(fù)順序和加載流程
當(dāng)同時(shí)開啟AOF和RDB的時(shí)候，會(huì)優(yōu)先加載AOF文件來恢復(fù)數(shù)據(jù)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下AOF文件比RDB文件備份的數(shù)據(jù)要完整。
三、Redis事務(wù)
1、Redis事務(wù)是什么？
可以一次性順序執(zhí)行多個(gè)命令，不可被其它命令插隊(duì)，但是，Redis的事務(wù)不能回滾。
2、Redis事務(wù)常用命令
（1）discard，取消事務(wù)，放棄執(zhí)行事務(wù)內(nèi)的所有命令。
（2）exec，執(zhí)行所有命令。
（3）multi，標(biāo)記一個(gè)事務(wù)塊的開始。
（4）unwatch，取消watch命令對所有key的監(jiān)視。
（5）watch key，監(jiān)視某個(gè)key，如果這個(gè)key在事務(wù)執(zhí)行之前被其它命令改動(dòng)，那么事務(wù)將被打斷。
3、事務(wù)命令執(zhí)行順序
4、事務(wù)的ACID特性
在Redis中，事務(wù)總是具有原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation），并且Redis運(yùn)行在某些特殊模式下，也具有持久性（Durability）。
（1）原子性
事務(wù)具有原子性，指的是事務(wù)中的多個(gè)操作當(dāng)做一個(gè)整體來執(zhí)行，服務(wù)器要么就執(zhí)行事務(wù)中的全部操作，要么就一個(gè)操作也不執(zhí)行。
（2）一致性
如果數(shù)據(jù)庫在執(zhí)行事務(wù)之前是一致的，那么在事務(wù)執(zhí)行之后，無論事務(wù)執(zhí)行是否成功，數(shù)據(jù)庫也應(yīng)該是一致的。
（3）隔離性
隔離性指即使數(shù)據(jù)庫中有多個(gè)事務(wù)并發(fā)地執(zhí)行，各個(gè)事務(wù)之間也不會(huì)互相影響，并且在并發(fā)狀態(tài)下執(zhí)行的事務(wù)和串行執(zhí)行的事務(wù)產(chǎn)生的結(jié)果完全相同。
（4）持久性
當(dāng)一個(gè)事務(wù)執(zhí)行完畢時(shí)，執(zhí)行這個(gè)事務(wù)所得的結(jié)果已經(jīng)被保存到硬盤里，即使服務(wù)器此時(shí)宕機(jī)，執(zhí)行事務(wù)所得的結(jié)果也不會(huì)丟失。
四、Redis管道
1、Redis管道釋義
Redis是一種基于客戶端-服務(wù)端模型以及請求響應(yīng)協(xié)議的TCP服務(wù)，每個(gè)請求會(huì)遵循如下操作：
（1）客戶端向服務(wù)端發(fā)送命令，① 發(fā)送命令；② 命令排隊(duì)；③ 命令執(zhí)行；④ 返回結(jié)果，監(jiān)聽Socket返回，通常以阻塞模
（2）式等待服務(wù)端響應(yīng)。
服務(wù)端處理命令，并將結(jié)果返回給客戶端。
上面兩步走，稱為RTT，數(shù)據(jù)往返于兩端的時(shí)間，Round Trip Time。
如果需要執(zhí)行大量命令，那么新的命令要等待上一個(gè)命令執(zhí)行完畢才能執(zhí)行，會(huì)頻繁的調(diào)用系統(tǒng)IO，頻繁發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求，同時(shí)需要Redis調(diào)用多次read()和write()系統(tǒng)方法，系統(tǒng)方法會(huì)將數(shù)據(jù)從用戶態(tài)轉(zhuǎn)移到內(nèi)核態(tài)，性能不佳。
2、注意事項(xiàng)
（1）pipeline緩存的指令只會(huì)依此執(zhí)行，不保證原子性，如果執(zhí)行中發(fā)生異常，也會(huì)繼續(xù)執(zhí)行后面的指令。
（2）使用pipeline組裝的命令個(gè)數(shù)不能太多，不然可能會(huì)造成阻塞時(shí)間過長的現(xiàn)象，同時(shí)服務(wù)端也會(huì)被迫回復(fù)一個(gè)隊(duì)列答復(fù)，占用過多內(nèi)存。
3、代碼實(shí)戰(zhàn)
編寫一個(gè)命令腳本，添加幾個(gè)不同類型的數(shù)據(jù)。
通過 cat run.txt | redis-cli -a 111111 --pipe 命令，體驗(yàn)Redis管道效果。
Redis管道
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文章標(biāo)題：圖解Redis，談?wù)凴edis的持久化，RDB快照與AOF日志
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