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一、持久化
Redis支持RDB和AOF两种持久化机制，持久化能有效地避免因进程退出造成数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。
1、RDB
RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程，触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。
（1）触发机制
手动触发分别对应save和bgsave命令：
save命令：阻塞当前Redis服务器，直到RDB过程完成为止，对于内存比较大的实例造成长时间阻塞，基本不采用。
bgsave命令：Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。
Redis内部的所有涉及RDB的操作都采用类似bgsave的方式。
除了手动触发之外，Redis运行自动触发RDB持久化机制，这个触发机制才是在实战中有价值的。
1.使用save配置。如save m n表示m秒内数据集发生了n次修改，自动RDB持久化。
2.从节点进行全量复制操作时，主节点自动进行RDB持久化，随后将RDB文件内容发送给从节点。
3.执行shutdown命令关闭Redis时，执行RDB持久化。
（2）流程
bgsave是主流的RDB持久化方式，其运作流程如下所示：
1.执行bgsave命令，Redis父进程判断当前进程是否存在其他正在执行的子进程，如RDB/AOF子进程，如果存在bgsave命令直接返回。
2.父进程执行fork创建子进程，fork过程中父进程会阻塞，通过info stats命令查看latest_fork_usec选项，可以获取最近一次fork操作的耗时，单位为微秒。
3.父进程fork完成后，bgsave命令返回Background saving started信息并不再阻塞父进程，可以继续响应其他命令。
4.子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的时间，对应info统计的rdb_last_save_time选项。
5.进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息。
（3）RDB文件处理
保存：RDB文件保存在dir配置指定的目录(默认/var/lib/redis/)下，文件名通过dbfilename配置(默认dump.rdb)指定。可以通过执行config set dir (newDir) 和 config set dbfilename (newFilename) 运行期间动态执行，当下次运行时RDB文件会保存到新目录。
压缩：Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件做压缩处理，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启，可以通过参数config set rdbcompression {yes/no} 动态修改。
虽然压缩RDB会消耗CPU，但可以大幅降低文件的体积，方便保存到硬盘或通过网络发送到从节点，因此建议开启。
校验：如果Redis启动时加载到损坏的RDB文件会拒绝启动。这时可以使用Redis提供的redis-check-dump工具检测RDB文件并获取对应的错误报告。
（4）优缺点
RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份，并把RDB文件复制到远程机器或者文件系统中(如hdfs)用于灾备。
Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。
RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运行都要执行fork创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本过高。
RDB文件使用特定二进制格式保存，Redis版本演进过程中有多个RDB版本，兼容性可能有风险。
2、AOF
（1）概念
AOF持久化：以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性，目前已经是Redis持久化的主流方式。理解掌握好AOF持久化机制对兼顾数据安全性和性能非常有帮助。
（2）使用
开启AOF功能需要设置配置：appendonly yes，默认不开启。AOF文件名通过appendfilename配置(默认是appendonly.aof)设置。保存目录同RDB持久化方式一致，通过dir(rewrite)、重启加载(load)。
（3）流程
1.所有的写入命令会追加到aof_buf缓冲区中。
2.AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作。
3.随着AOF文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的。
4.当Redis服务器启动时，可以加载AOF文件进行数据恢复。
（4）命令写入
AOF命令写入的内容直接是文本协议格式，例如set hello world这条命令，在AOF缓冲区会追加如下文本：
*3\r\n$3\r\nset\r\n$5\r\nhello\r\n$5\r\nworld\r\n 此处遵守Redis格式协议，Redis选择文本协议可能的原因：文本协议具备较好的兼容性，实现简单，具备可读性。
AOF过程中为什么需要aof_buf这个缓冲区呢？Redis使用单线程响应命令，如果每次写AOF文件都直接同步磁盘，性能从内存的读写变成IO读写，必然会下降。先写入缓冲区可以有效减少IO次数，同时，Redis还可以提供多种缓冲区同步策略，让用户根据自己的需求做出合理的平衡。
（5）文件同步
Redis提供了多种AOF缓冲区同步文件策略，由参数appendfsync控制，不同值的含义如下图所示：
系统调用write和fsync说明：
write会触发延迟写机制。Linux在内核提供页缓冲区用来提供硬盘IO性能。write操作在写入系统缓冲区后立即返回。同步硬盘操作依赖于系统调度机制，例如：缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。同步文件之前，如果此时系统故障宕机，缓冲区内数据将丢失。
fsync针对单个文件操作，做强制硬盘同步，fsync将阻塞直到数据写入到硬盘。
配置为always时，每次写入都要同步AOF文件，性能很差，在一般的SATA硬盘上，只能支持大约几百TPS写入。除非是非常重要的数据，否则不建议配置。
配置为no时，由于操作系统同步策略不可控，虽然提高了性能，但数据丢失风险大增，除非数据重要程度很低，一般不建议配置。
配置为everysec，是默认配置，也是推荐配置，兼顾了数据安全性和性能。理论上最多丢失1秒的数据。
（6）重写机制
随着命令不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题，Redis引入AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到新的AOF文件。
重写后的AOF为什么可以变小？有如下原因：
1.进程内已超时的数据不再写入文件
2.旧的AOF中的无效命令，例如del、hdel、srem等重写后将会删除，只需要保留数据的最终版本
3.多条写操作合并为一条，例如lpush list a、lpush list b、lpush list c可以合并为lpush list a b c。
较小的AOF文件一方面降低了硬盘空间占用，一方面可以提升启动Redis时数据恢复的速度。
AOF重写过程可以手动触发和自动触发：
手动触发：调用bgrewriteaof命令。
自动触发：根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机。
auto-aof-rewrite-min-size：表示触发重写时AOF的最小文件大小，默认为64MB。
auto-aof-rewrite-percentage：代表当前AOF占用大小相比较上次重写时增加的比例。
当触发AOF重写时，AOF重写流程如下图所示：
1.执行AOF重写请求。如果当前进程正在执行AOF重写，请求不执行。如果当前进程正在执行bgsave操作，重写命令延迟到bgsave完成之后再执行。
2.父进程执行fork创建子进程。
3.重写
a.主进程fork之后，继续响应其他命令。所有修改操作写入AOF缓冲区并根据appendfsync策略同步到硬盘，保证旧AOF文件机制正确。
b.子进程只有fork之前的所有内存信息，父进程中需要将fork之后这段时间的修改操作写入AOF重写缓冲区。
4.子进程根据内存快照，将命令合并到新的AOF文件中。
5.子进程完成重写
a.新文件写入后，子进程发送信号给父进程。
b.父进程把AOF重写缓冲区内临时保存的命令追加到新AOF文件中。
c.用新AOF文件替换老AOF文件。
（7）数据恢复
当Redis启动时，会根据RDB和AOF文件的内容，进行数据恢复。如下图所示：
二、结语
Redis提供了两种持久化方案：RDB和AOF。RDB视为内存的快照，产生的内容更为紧凑，占用空间较小，恢复时速度更快。但产生RDB的开销较大，不适合进行实时持久化，一般用于冷备和主从复制。AOF视为对修改命令保存，在恢复时需要重放命令。并且有重写机制来定期压缩AOF文件。RDB和AOF都使用fork创建子进程，利用Linux子进程拥有父进程内存快照的特点进行持久化，尽可能不影响主进程继续处理后续命令。在生产实践中，通常采用混合持久化策略，结合RDB的极速加载与AOF的低丢失率，实现性能与可靠性的平衡。