如果有人问你:“你会把 Redis 用在什么业务场景下?”我想你大概率会说:“我会把它当作缓存使用,因为它把后端数据库中的数据存储在内存中,然后直接从内存中读取数据,响应速度会非常快。”没错,这确实是 Redis 的一个普遍使用场景,但是,这里也有一个绝对不能忽略的问题:一旦服务器宕机,内存中的数据将全部丢失。
我们很容易想到的一个解决方案是,从后端数据库恢复这些数据,但这种方式存在两个问题:一是,需要频繁访问数据库,会给数据库带来巨大的压力;二是,这些数据是从慢速数据库中读取出来的,性能肯定比不上从 Redis 中读取,导致使用这些数据的应用程序响应变慢。所以,对 Redis 来说,实现数据的持久化,避免从后端数据库中进行恢复,是至关重要的。
目前,Redis 的持久化主要有两大机制,即 AOF 日志和 RDB 快照。在接下来的两节课里,我们就分别学习一下吧。这节课,我们先重点学习下 AOF 日志。
AOF 日志是如何实现的?
说到日志,我们比较熟悉的是数据库的写前日志(Write Ahead Log, WAL),也就是说,在实际写数据前,先把修改的数据记到日志文件中,以便故障时进行恢复。不过,AOF 日志正好相反,它是写后日志,“写后”的意思是 Redis 是先执行命令,把数据写入内存,然后才记录日志,如下图所示:
Redis AOF操作过程
传统数据库的日志,例如 redo log(重做日志),记录的是修改后的数据,而 AOF 里记录的是 Redis 收到的每一条命令,这些命令是以文本形式保存的。
我们以 Redis 收到“set testkey testvalue”命令后记录的日志为例,看看 AOF 日志的内容。其中,“*3”表示当前命令有三个部分,每部分都是由“$+数字”开头,后面紧跟着具体的命令、键或值。这里,“数字”表示这部分中的命令、键或值一共有多少字节。例如,“$3 set”表示这部分有 3 个字节,也就是“set”命令。
Redis AOF日志内容
但是,为了避免额外的检查开销,Redis 在向 AOF 里面记录日志的时候,并不会先去对这些命令进行语法检查。所以,如果先记日志再执行命令的话,日志中就有可能记录了错误的命令,Redis 在使用日志恢复数据时,就可能会出错。
而写后日志这种方式,就是先让系统执行命令,只有命令能执行成功,才会被记录到日志中,否则,系统就会直接向客户端报错。所以,Redis 使用写后日志这一方式的一大好处是,可以避免出现记录错误命令的情况。
其次,AOF 虽然避免了对当前命令的阻塞,但可能会给下一个操作带来阻塞风险。这是因为,AOF 日志也是在主线程中执行的,如果在把日志文件写入磁盘时,磁盘写压力大,就会导致写盘很慢,进而导致后续的操作也无法执行了。
仔细分析的话,你就会发现,这两个风险都是和 AOF 写回磁盘的时机相关的。这也就意味着,如果我们能够控制一个写命令执行完后 AOF 日志写回磁盘的时机,这两个风险就解除了。