今天分享一下Redis的持久化、事務(wù)、管道相關(guān)的知識點，實現(xiàn)快速入門，豐富個人簡歷，提高面試level，給自己增加一點談資，秒變面試小達人，BAT不是夢。

Redis是一個鍵值對數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器中通常包含著任意個非空數(shù)據(jù)庫，而每個非空數(shù)據(jù)庫中又可以包含任意個鍵值對，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，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

為了解決這個問題，Redis提供了RDB持久化功能，RDB持久化會將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，在指定的時間間隔，將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入磁盤，待恢復(fù)時再將磁盤中的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。

1、自動觸發(fā)

redis.conf配置文件中，save <seconds> <changes>，比如 save 60 20，在60秒內(nèi)修改20次就自動觸發(fā)RDB備份。

2、手動觸發(fā)

通過save和bgsave手動觸發(fā)RDB備份。

（1）save，在主程序中執(zhí)行會阻塞當前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，不阻塞當前Redis服務(wù)器，Redis會fork一個子進程，異步進行快照操作。

禁用快照：redis-cli config set save ""。

3、設(shè)置保存條件

服務(wù)器程序會根據(jù)save選項所設(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)進行了多少次修改。

lastsave屬性是一個UNIX時間戳，記錄了服務(wù)器上一次成功執(zhí)行save命令的時間。

屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中的每個元素都是一個saveparam結(jié)構(gòu)，每個saveparam結(jié)構(gòu)都保存了一個save選項設(shè)置的保存條件。

以上就是Redis服務(wù)器根據(jù)save選項所設(shè)置的保存條件，自動執(zhí)行bgsave命令，進行間隔性數(shù)據(jù)保存的實現(xiàn)原理。

4、加解密

RDB持久化功能所生成的RDB文件是一個經(jīng)過壓縮的二進制文件，通過該文件可以還原生成RDB文件時的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。

5、RDB持久化優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點

1. 適合大規(guī)模的數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)。
2. 可以定時備份。
3. 對數(shù)據(jù)一致性、完整性要求不高的場景可以使用。
4. RDB文件在內(nèi)存中的加載速度要比AOF塊。

（2）缺點

1. 因為是定時備份，如果Redis宕機的話，會丟失一部分數(shù)據(jù)。
2. 因為是數(shù)據(jù)的全量同步，如果數(shù)據(jù)量過大，會產(chǎn)生大量IO，嚴重影響服務(wù)器性能。
3. RDB持久化時，會fork一個子進程，如果數(shù)據(jù)過大， 可能會導(dǎo)致服務(wù)器的瞬間延遲；fork的時候內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會被克隆一份，是否會造成內(nèi)存溢出，值得考慮。

6、哪些情況會觸發(fā)RDB持久化？

（1）redis.conf中的定時配置。

（2）手動執(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）主動復(fù)制時，主節(jié)點自動觸發(fā)。

注意：save和bgsave不能同時執(zhí)行，如果bgsave命令正在執(zhí)行，那么客戶端發(fā)送的save命令會被拒絕執(zhí)行，服務(wù)器禁止save和bgsave同時執(zhí)行是為了避免父進程和子進程同時執(zhí)行兩個rdbSave調(diào)用，防止產(chǎn)生競爭條件。

創(chuàng)建RDB文件的實際工作是由rdb.c/rdbSave函數(shù)完成，save和bgsave會以不同的方式調(diào)用這個函數(shù)。

二、AOF持久化

AOF，Append Only File，以日志的方式記錄每一個操作命令，只追加不修改，Redis啟動時會讀取該文件，重新執(zhí)行一遍之前的寫操作命令，達到恢復(fù)數(shù)據(jù)的效果。

默認不開啟，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，Redis會將這些命令放入AOF緩存中，AOF緩存是位于內(nèi)存中的一個區(qū)域，AOF緩存中的命令達到一定數(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，會根據(jù)規(guī)則進行命令的合并，起到壓縮AOF文件的效果。

（4）當Redis重啟時，會根據(jù)AOF文件，依此執(zhí)行命令，恢復(fù)內(nèi)存數(shù)據(jù)。

很多人會問，如果加入到AOF緩存的數(shù)據(jù)還沒寫入磁盤，此時服務(wù)器宕機了，數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生丟失嗎？

系統(tǒng)提供了fsync和fdatasync兩個同步函數(shù)，他們可以強制操作系統(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的選項值

（1）Always，同步寫回，每個寫命令執(zhí)行完立刻同步到磁盤；最多只會丟失一個命令的數(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，每個命令執(zhí)行完，存到AOF緩存中，由操作系統(tǒng)決定，啥時候?qū)⒚顚懭氲酱疟PAOF文件中。

3、AOF持久化優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點

更好的保護數(shù)據(jù)不丟失，性能高，可做緊恢復(fù)。

（2）缺點

1. 等量級的命令，AOF持久化文件要大于RDB持久化文件。
2. 恢復(fù)速度慢于RDB；

4、數(shù)據(jù)恢復(fù)順序和加載流程

當同時開啟AOF和RDB的時候，會優(yōu)先加載AOF文件來恢復(fù)數(shù)據(jù)，因為通常情況下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)行多個命令，不可被其它命令插隊，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，標記一個事務(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key，如果這個key在事務(wù)執(zhí)行之前被其它命令改動，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)中的多個操作當做一個整體來執(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)庫中有多個事務(wù)并發(fā)地執(zhí)行，各個事務(wù)之間也不會互相影響，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

當一個事務(wù)執(zhí)行完畢時，執(zhí)行這個事務(wù)所得的結(jié)果已經(jīng)被保存到硬盤里，即使服務(wù)器此時宕機，執(zhí)行事務(wù)所得的結(jié)果也不會丟失。

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)，每個請求會遵循如下操作：

（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；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命令執(zhí)行完畢才能執(zhí)行，會頻繁的調(diào)用系統(tǒng)IO，頻繁發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求，同時需要Redis調(diào)用多次read()和write()系統(tǒng)方法，系統(tǒng)方法會將數(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

（1）pipeline緩存的指令只會依此執(zhí)行，不保證原子性，如果執(zhí)行中發(fā)生異常，也會繼續(xù)執(zhí)行后面的指令。

（2）使用pipeline組裝的命令個數(shù)不能太多，不然可能會造成阻塞時間過長的現(xiàn)象，同時服務(wù)端也會被迫回復(fù)一個隊列答復(fù)，占用過多內(nèi)存。

3、代碼實戰(zhàn)

編寫一個命令腳本，添加幾個不同類型的數(shù)據(jù)。

通過 cat run.txt | redis-cli -a 111111 --pipe 命令，體驗Redis管道效果。

Redis管道

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