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Redis持久化

在 Redis 的持久化机制中，fork、rewrite 和 bgrewrite 是关键的技术概念，主要与 RDB（快照持久化） 和 AOF（追加日志持久化） 的工作原理和性能优化相关。

1. fork

fork 是一个系统调用，用于在当前进程中创建一个子进程。Redis 在执行 RDB 或 AOF 重写时，都会使用 fork 来实现后台任务。

工作原理

• 主进程继续处理客户端请求。

• 子进程负责执行持久化操作（如生成 RDB 文件或重写 AOF 文件）。

使用 fork 的好处是：

• 子进程会共享父进程的内存数据（写时复制机制，Copy-On-Write）。

• 这样，主进程可以继续处理写操作，而子进程执行磁盘写入，彼此互不影响。

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2. rewrite

rewrite 是 Redis 持久化过程中 AOF 重写（AOF Rewrite） 的一部分。AOF 日志文件会随着时间增长而变得很大，rewrite 是通过优化文件内容来压缩日志大小，从而减少存储和加载时间。

工作流程

1. Redis 会将当前内存中的数据按照最少命令的形式重新写入新的 AOF 文件。

2. 这并不会丢失任何数据，但会显著减少文件大小。

3. 重写后的 AOF 文件 仍能准确恢复数据。

示例

原始 AOF 文件：

sqlCopy codeSET key1 value1
SET key2 value2
INCR key1

经过重写后：

sqlCopy codeSET key1 value1
SET key2 value2

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3. bgrewriteaof

bgrewriteaof 是 Redis 提供的一个命令，用于 后台重写 AOF 文件。

特点

• Redis 会通过 fork 创建子进程来执行重写操作。

• 在重写过程中，主进程会将新收到的写操作命令暂时写入一个缓冲区，以保证重写完成后，新旧数据不丢失。

• 重写完成后，子进程生成的新 AOF 文件会替换旧的 AOF 文件。

执行过程

1. 执行 bgrewriteaof 命令。

2. Redis fork 一个子进程。

3. 子进程根据内存中的数据生成一个新的 AOF 文件。

4. 主进程同时将新写入命令追加到旧的 AOF 文件和临时缓冲区中。

5. 当子进程完成后，将临时缓冲区中的新写入命令同步到新 AOF 文件，最后替换旧 AOF 文件。

优点

• 性能影响小：因为重写任务在后台执行。

• 文件优化：大幅减少 AOF 文件体积，提高加载性能。

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4. bgsave

bgsave 是 Redis 的一个命令，用于 后台保存 RDB 快照。

特点

• Redis 使用 fork 创建一个子进程。

• 子进程将内存中的数据写入 RDB 文件，主进程继续处理客户端请求。

区别

• bgsave 用于生成 RDB 快照。

• bgrewriteaof 用于 AOF 重写。

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5. Copy-On-Write（COW）

无论是 bgsave 还是 bgrewriteaof，Redis 使用的 fork 会涉及到 写时复制（Copy-On-Write）机制：

• 子进程共享父进程的内存。

• 只有当主进程修改数据时，原有数据会被复制一份，确保子进程的数据一致性。

• 总结

  名称	描述
  fork	创建子进程以执行后台任务，如 RDB 快照或 AOF 重写。
  rewrite	对 AOF 文件进行优化，通过重写压缩日志大小，提高存储和加载效率。
  bgrewriteaof	后台异步重写 AOF 文件，通过 fork 子进程进行，减少主线程性能影响。
  bgsave	后台生成 RDB 快照，通过 fork 子进程进行。