从零开始学Redis之逍遥天境

前言

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种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在
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絮叨

逍遥天境 以天道为武力，一刀一剑有万物与之呼应。
这是进阶篇哦，如果要去看基础的话建议看我下面的链接：
🔥从零开始学Redis之金刚凡境
🔥从零开始学Redis之自在地境
第一篇基础的概率很多 估计大家看得想睡觉 第二篇的干货确实很多 值得深刻研究
这篇的干货也不少的

这篇主要写redis的淘汰算法 持久化

Redis的淘汰策略

如果你的 Redis 只能存8G数据，你写了11G，那么 Redis 会怎么淘汰那3G数据呢？
redis.conf 中的过期淘汰配置 看下源码的配置

# MAXMEMORY POLICY: how Redis will select what to remove when maxmemory
# is reached. You can select among five behaviors:
#最大内存策略：当到达最大使用内存时，你可以在下面5种行为中选择，Redis如何选择淘汰数据库键#当内存不足以容纳新写入数据时# volatile-lru -> remove the key with an expire set using an LRU algorithm
# volatile-lru ：在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。这种情况一般是把 redis 既当缓存，又做持久化存储的时候才用。# allkeys-lru -> remove any key according to the LRU algorithm
# allkeys-lru ： 移除最近最少使用的key （推荐）# volatile-random -> remove a random key with an expire set
# volatile-random ： 在设置了过期时间的键空间中，随机移除一个键，不推荐# allkeys-random -> remove a random key, any key
# allkeys-random ： 直接在键空间中随机移除一个键，弄啥叻# volatile-ttl -> remove the key with the nearest expire time (minor TTL)
# volatile-ttl ： 在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除 不推荐# noeviction -> don't expire at all, just return an error on write operations
# noeviction ： 不做过键处理，只返回一个写操作错误。 不推荐# Note: with any of the above policies, Redis will return an error on write
#       operations, when there are no suitable keys for eviction.
# 上面所有的策略下，在没有合适的淘汰删除的键时，执行写操作时，Redis 会返回一个错误。下面是写入命令：
#       At the date of writing these commands are: set setnx setex append
#       incr decr rpush lpush rpushx lpushx linsert lset rpoplpush sadd
#       sinter sinterstore sunion sunionstore sdiff sdiffstore zadd zincrby
#       zunionstore zinterstore hset hsetnx hmset hincrby incrby decrby
#       getset mset msetnx exec sort# 过期策略默认是：
# The default is:
# maxmemory-policy noeviction

• noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。
• allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key。
• allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key。
• volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。
• volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。
• volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除。

其实我觉得用volatile-lru就好了 毕竟报错是完全没有必要的 还有就是设置一个报警装置 如果不够了 就搞主从 哈哈

Redis的持久化方式

Redis为持久化提供了两种方式：

• RDB：在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。
• AOF：记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据。

为了使用持久化的功能，我们需要先知道该如何开启持久化的功能。在redis.conf 中有下面的配置:

RDB的配置

# 时间策略
save 900 1
save 300 10
save 60 10000# 文件名称
dbfilename dump.rdb# 文件保存路径
dir /home/work/app/redis/data/# 如果持久化出错，主进程是否停止写入
stop-writes-on-bgsave-error yes# 是否压缩
rdbcompression yes# 导入时是否检查
rdbchecksum yes

save 900 1 表示900s内如果有1条是写入命令，就触发产生一次快照，可以理解为就进行一次备份
save 300 10 表示300s内有10条写入，就产生快照

下面的类似，那么为什么需要配置这么多条规则呢？因为Redis每个时段的读写请求肯定不是均衡的，为了平衡性能与数据安全，我们可以自由定制什么情况下触发备份。所以这里就是根据自身Redis写入情况来进行合理配置。

stop-writes-on-bgsave-error yes
这个配置也是非常重要的一项配置，这是当备份进程出错时，主进程就停止接受新的写入操作，是为了保护持久化的数据一致性问题。如果自己的业务有完善的监控系统，可以禁止此项配置， 否则请开启。

关于压缩的配置 rdbcompression yes ，建议没有必要开启，毕竟Redis本身就属于CPU密集型服务器，再开启压缩会带来更多的CPU消耗，相比硬盘成本，CPU更值钱。

当然如果你想要禁用RDB配置，也是非常容易的，只需要在save的最后一行写上：save “”， 默认是开启的。

RDB的原理

在Redis中RDB持久化的触发分为两种：自己手动触发与Redis定时触发。
针对RDB方式的持久化，手动触发可以使用：

- save：会阻塞当前Redis服务器，直到持久化完成，线上应该禁止使用。
- bgsave：该触发方式会fork一个子进程，由子进程负责持久化过程，因此阻塞只会发生在fork子进程的时候。

而自动触发的场景主要是有以下几点：

- 根据我们的 save m n 配置规则自动触发；
- 从节点全量复制时，主节点发送rdb文件给从节点完成复制操作，主节点会触发 bgsave；
- 执行 shutdown时，如果没有开启aof，也会触发。

由于 save 基本不会被使用到，我们重点看看 bgsave 这个命令是如何完成RDB的持久化的。

这里注意的是 fork 操作会阻塞，导致Redis读写性能下降。我们可以控制单个Redis实例的最大内存，来尽可能降低Redis在fork时的事件消耗。以及上面提到的自动触发的频率减少fork次数，或者使用手动触发，根据自己的机制来完成持久化。

保存已经会了，接下来我看看如何恢复数据-> 将备份文件复制到Redis的暗安装目录下，然后重新启动服务。

AOF的配置

# 是否开启aof
appendonly yes# 文件名称
appendfilename "appendonly.aof"# 同步方式
appendfsync everysec# aof重写期间是否同步
no-appendfsync-on-rewrite no# 重写触发配置
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb# 加载aof时如果有错如何处理
aof-load-truncated yes# 文件重写策略
aof-rewrite-incremental-fsync yes

还是重点解释一些关键的配置：

appendfsync everysec 它其实有三种模式:

• always：把每个写命令都立即同步到aof，很慢，但是很安全
• everysec：每秒同步一次，是折中方案(默认也是这个)
• no：redis不处理交给OS来处理，非常快，但是也最不安全

AOF的原理

AOF的整个流程大体来看可以分为两步，一步是命令的实时写入（如果是 appendfsync everysec 配置，会有1s损耗），第二步是对aof文件的重写。

对于增量追加到文件这一步主要的流程是：命令写入=》追加到aof_buf =》同步到aof磁盘。那么这里为什么要先写入buf在同步到磁盘呢？如果实时写入磁盘会带来非常高的磁盘IO，影响整体性能。

aof重写是为了减少aof文件的大小，可以手动或者自动触发，关于自动触发的规则请看上面配置部分。fork的操作也是发生在重写这一步，也是这里会对主进程产生阻塞。

手动触发： bgrewriteaof，自动触发 就是根据配置规则来触发，当然自动触发的整体时间还跟Redis的定时任务频率有关系。

数据的备份、持久化做完了，我们如何从这些持久化文件中恢复数据呢？如果一台服务器上有既有RDB文件，又有AOF文件，该加载谁呢？

启动时会先检查AOF文件是否存在，如果不存在就尝试加载RDB。那么为什么会优先加载AOF呢？因为AOF保存的数据更完整，通过上面的分析我们知道AOF基本上最多损失1s的数据。

Redis持久化的性能优化

通过上面的分析，我们都知道RDB的快照、AOF的重写都需要fork，这是一个重量级操作，会对Redis造成阻塞。因此为了不影响Redis主进程响应，我们需要尽可能降低阻塞。

- 降低fork的频率，比如可以手动来触发RDB生成快照、与AOF重写；
- 控制Redis最大使用内存，防止fork耗时过长；
- 使用更牛逼的硬件；
- 合理配置Linux的内存分配策略，避免因为物理内存不足导致fork失败。

一些线上经验

- 如果Redis中的数据并不是特别敏感或者可以通过其它方式重写生成数据，可以关闭持久化，如果丢失数据可以通过其它途径补回；
- 自己制定策略定期检查Redis的情况，然后可以手动触发备份、重写数据；
- 可以加入主从机器，利用一台从机器进行备份处理，其它机器正常响应客户端的命令；

结尾

redis 今天的内存淘汰策略和持久化就讲这么多，本来我想多写点，但是一篇文章怕大家看得累 就写短点吧
哈哈 后面还有 lua脚本 主从 哨兵 等我们下集再见

因为博主也是一个开发萌新 我也是一边学一边写 我有个目标就是一周 二到三篇 希望能坚持个一年吧 希望各位大佬多提意见，让我多学习，一起进步。

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