Redis知识点总结（三）------Redis持久化机制、内存淘汰策略、惰性删除机制
Redis持久化
Redis有两种数据持久化的方式，一种是RDB、一种是AOF。
RDB
RDB是内存快照，就是给内存拍一个快照，记录内存当前的数据结构，写入到一个RDB文件中，然后重启时就可以读取这个快照文件进行内存的数据恢复。
Redis有两个命令可以进行RDB持久化，一个是save命令，另一个是bgsave命令。save命令是在当前线程进行RDB持久化，是阻塞当前线程的，一般不用。bgsave则会fork一个子进程进行RDB持久化，在进行持久化的时候，如果主线程发生读写操作修改内存中的数据，会使用COW（copy-on-write）技术，在内存中的数据块被修改前，把将被修改的数据块copy一份副本，让子进程读取副本进行持久化，保证子进程写到RDB文件中的快照数据的一致性。
AOF
AOF是Redis的另一种持久化机制。当开启AOF持久化机制时，Redis每次发生写操作时，除了写内存中的数据结构，还会把写操作的命令，写入到一个AOF文件的内存缓冲区中，然后会按照配置的频率，进行异步的AOF文件刷盘，配置的频率可以是：
- 只写入AOF缓冲区，由操作系统控制刷盘
- 每秒钟刷盘一次
- 每次发生AOF写入，都刷盘一次
当AOF文件过大时，会触发AOF重写机制，对AOF文件进行重写，AOF文件重写可以达到文件瘦身的效果。因为AOF中有很多无效过期的命令，比如对同一个key多次修改，只需记录最后一次的修改命令即可，不需要把前面的命令都记录。
Redis的AOF文件重写机制不是读取AOF文件本身记录的内容进行重写，而是根据当前内存中的数据结构进行重写。
进行AOF重写时，主线程会通过fork函数fork出一个子进程，此时fork函数会拷贝一份主线程的内存副本给子线程。然后子线程会读取内存中的副本数据，生成新的AOF文件。在AOF重写期间，主线程会继续接受并处理客户端发来的请求，当有写请求处理时，会把写请求的命令写一份到AOF重写缓冲区。当子线程生成新的AOF文件后，会把AOF重写缓冲区中的命令往后追加到新的AOF文件中。最后子线程会用新的AOF文件覆盖老的AOF文件。
AOF与RDB的对比
RDB与AOF这两种持久化方式各有优缺点。
RDB模式的持久化方式，重启时数据恢复的速度较快，但是数据不安全，容易丢失数据，在两次RDB持久化期间，Redis宕机，那么在最后一次RDB持久化之后发生的数据修改就全部丢失了。
而AOF持久化方式，如果我们开启每秒钟同步AOF文件到磁盘一次，那么最多就丢失一秒钟数据。但是AOF持久化方式的数据恢复速度较慢，而且会发生频繁的IO操作，当Redis重启时，它是读取AOF文件中的命令重新执行。
如果我们使用Redis仅仅是用作缓存，不追求数据一致性，或者对数据一致性要求不高，可以仅开启RDB持久化，不开启AOF，或者不开启持久化。官网是不建议单独开启AOF的，原因是AOF会带来频繁的IO操作，会影响性能，而且数据恢复速度较慢。如果硬要开启AOF的话，可以使用Redis4.0版本的混合持久化机制。
混合持久化
Redis的混合持久化，就是在AOF持久化的基础上进行的修改。原来的AOF重写是读取内存数据然后写入命令到新的AOF文件，而Redis混合持久化则把AOF重写改为生成一个内存快照，也就是RDB格式的内存快照，再把该内存快照写入重新生成的AOF文件中。两次重写期间的AOF日志，将追加写入到AOF文件中的RDB快照后面。
在启用混合持久化时，Redis重启首先会读取AOF文件中的RDB内存快照，恢复到内存中，然后在读取后面的AOF日志，执行AOF日志记录的命令，应用到内存中。
这样，既可以享受到RDB的快速恢复的好处，又可以通过AOF保证数据丢失相对可控。
内存淘汰策略
Redis在内存被占满时，如果继续收到写请求，需要往内存中写入新的数据，就要进行内存淘汰的操作，把一部分数据淘汰出内存，腾出空间让新的数据写进去。
Redis有多种内存淘汰机制，包括：no-envicition、allkeys-random、volatile-random、allkeys-lru、volatile-lru、allkeys-lfu、volatile-lfu、volatile-ttl。
- no-envicition：不淘汰策略，内存满了，还发生新数据的写入操作，就直接报错。
- allkeys-random：随机的从所有的key中选取一部分进行淘汰。
- volatile-random：在带过期时间的key中随机选取一部分进行淘汰。
- allkeys-lru：使用LRU算法，从所有的key中选取最久未被使用过的一部分key进行淘汰。
- volatile-lru：使用LRU算法，从带过期时间的key中选取最久未被使用过的一部分key进行淘汰。
- allkeys-lfu：使用LFU算法，从所有的key中选取最近最少被使用的一部分key进行淘汰。
- volatile-lfu：使用LFU算法，从带过期时间的key中选取最近最少被使用的一部分key进行淘汰。
- volatile-ttl：从带过期时间的key中选取最快到期的一部分key进行淘汰。
惰性删除机制
Redis中过期键的删除不是立即删除，而是惰性删除。惰性删除一方面会定时的随机抽取一部分key检查是否过期，一方面是当查询某个key发现它过期时，会顺便删除，然后返回空值。
