深入理解 Redis：事务、持久化与过期策略全解析

事务

redis中事务的特性

redis中事务并不能保证所有的命令都会执行成功，执行结果取决于事务中的命令。
在发送exec之前所有命令都会被放在一个队列中缓存起来，不会立即执行。
在收到exec命令之后事务开始执行，事务中任何一个事务执行失败，其他事务仍能够执行。
在事务执行过程中，其他客户端提交的命令请求，并不会被插入到事务的执行队列中。

redis中的事务作用

批量执行命令，在多个客户端链接一个服务端的情况下，避免一个客户端执行的命令之间插入了其他客户端的命令。保证客户端的安全性。

multi开启事务

exec/discard执行/取消事务

实例：

redis 复制代码

127.0.0.1:6379(TX)> set k1 1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) OK
4) (integer) 2
5) (error) ERR value is not an integer or out of range
6) (integer) 4

持久化

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去，防止服务宕机了内存数据丢失

数据存放于：

内存：高效、断电（关机）内存数据会丢失

磁盘：读写速度慢于内存，断电数据不会丢失

rdb方式（默认）

服务器正常使用shutdown关闭时会保存快照

可以在redis.conf中修改配置来自动保存快照**（常用）**

复制代码

相关配置文件中：
# save ""
#
# Unless specified otherwise, by default Redis will save the DB:
#   * After 3600 seconds (an hour) if at least 1 change was performed
#   * After 300 seconds (5 minutes) if at least 100 changes were performed
#   * After 60 seconds if at least 10000 changes were performed
#
# You can set these explicitly by uncommenting the following line.
#
# save 3600 1 300 100 60 10000

save：手动保存快照

保存后在linux中可以使用xxd命令来查看rdb的内容，找到快照

save保存时redis是阻塞的，不能接受任何请求

bgsave：创建一个子进程来保存快照

由于快照方式是在一定间隔时间做一次，所以如果redis意外down掉的话，就会丢失最后一次快照后的所有修改。如果应用要求不能丢失任何修改的话，可以采用aof持久化方式。

aof方式

**原理：**执行写命令的时候，不仅会将命令写到内存中，还会将命令写入到一个追加的文件(aof文件)中。当redis重启时会重新执行aof文件中的命令来重建整个数据库的内容。

每当执行服务器任务或者函数时，flushappendonlyfile函数都会被调用，这个函数执行以下两个工作aof写入保存：

write：根据条件，将aof_buf中的缓存写入到aof文件。

save：根据条件，调用fsync或fdatasync函数，将aof文件保存到磁盘中。

**开启aof方式：**在redis.conf配置文件中将appendonly改为yes

有三种方式：

appendfsync always：收到命令就立即写入磁盘。最慢，但是保证完全持久化。
appendfsynceverysec：每秒写入磁盘一次。在性能和持久化方面做了很好的折中。
appendfsync no：完全依赖os。性能最好，持久化没保证。

混合持久化

其实混合持久化是AOF的一个功能，只有在开启AOF后才可能生效。默认情况下Redis使用RDB持久化，混合持久化并不单独存在。

过期策略

惰性过期：

当客户端尝试访问某个键时，redis会先检查该键是否设置了过期时间，并判断是否过期。

如果键已经过期，则redis会立即将其删除。这就是惰性删除策略。

**优点：**可以最大化的节省CPU资源。

**缺点：**极端情况可能出现大量过期的key没有被再次访问，从而没有被清除，占用了大量内存。
定期过期：

redis会每隔一段时间（默认100毫秒）随机检查一部分设置了过期时间的键。

定期过期策略通过使用循环遍历方式，逐个检查键是否过期，并删除已过期的键值对。

通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同的情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

redis中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。

假设redis当前存放20w个key，并且都设置了过期时间，如果你每隔100ms就去检查这部分key，cpu的负载会特别高，最后可能会挂掉。

因此redis采用的定期过期 ，每隔100ms就随机抽取一定数量的key来检查和删除。

但是，仍可能有很多过期的key没被删除。这时候就采用惰性过期来删除。

尽管如此，仍可能有一些过期的key躲过了定期过期的删除，也没有被惰性过期删除，从而积在内存中。最终可能导致内存溢出。

为了解决这个问题，redis引入了内存淘汰策略进行优化，这里不再多说。