一、RDB(Redis DataBase)快照持久化

核心原理：RDB通过fork子进程实现，不会阻塞主进程处理客户端请求

// 伪代码实现流程
1. 主进程调用 fork() 创建子进程
2. 子进程复制父进程的页表（共享物理内存）
3. 子进程遍历所有数据库和键值对
4. 将数据序列化写入临时RDB文件
5. 原子性地 rename 临时文件替换旧文件

1.原理(在指定时间间隔内，将内存中的数据集快照写入磁盘)

在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储。

写时复制(Copy-On-Write)机制：

a.fork后子进程共享内存页

b.主进程写数据时，OS会复制被修改的内存页

c.子进程会保留fork时刻的内存快照

补充：fork：当进程调用fork()时，操作系统会创建一个新的进程，这个新进程是原进程(父进程)的几乎完整的副本

创建新的进程控制块(PCB)-->复制内存描述符(关键策略：写时拷贝)-->复制文件描述符-->复制凄然进程属性(寄存器状态、信号处理器、工作目录等待)

 复制内存描述符（关键策略：写时拷贝）

这是 fork() 性能的核心。传统上会复制整个地址空间（代码段、数据段、堆、栈），但现代操作系统不会立即复制物理内存。

复制页表：内核会为子进程创建一个新的页表，但页表项最初指向与父进程完全相同的物理内存页。

设置只读：内核将这些共享的物理内存页标记为只读。

写时拷贝：当父进程或子进程试图写入某个共享的内存页时，CPU会产生一个缺页异常。内核此时才真正复制该物理内存页，并将两个进程的页表项更新为指向各自独立的物理页，然后重新标记为可读写。只有被修改的页会被复制，从未修改的页（如代码段的大部分）则一直被共享。

2.触发方式

1.手动触发：
save命令：使Redis处于阻塞状态，知道RDB持久化完成，才会响应其他客户端发来的命令，所以在生产环境一定要慎用

bgsave命令：fork出一个子进程执行持久化，主进程只在fork过程中有短暂的阻塞，子进程创建之后，主进程就可以响应客户端请求了。

save：阻塞主进程(生产环境慎用)

bgsave：fork子进程执行(推荐)

2.自动触发：

save m n:在m秒内，如果有n个键发生变化，则自动触发持久化，通过bgsave执行，如果设置多个，只要满足其一就会触发，配置文件有默认配置(可以注释掉)

flushall:用于清空redis所有的数据库，flushdb清空当前redis所在数据(默认是0号数据库)，会清空RDB文件，同时也会生成dump.rdb、内容为空。

3.优点

1.整个Redis数据库将只包含一个文件dump.rdb,方便持久化

2.容灾性好，方便备份

3.性能最大化，fork子进程来完成操作，让主进程继续处理命令，所以是IO最大化。使用单独子进程来进行持久化，主进程不会进行任何IO操作，保证了redis的高性能。

4.相对数据集大是，比AOF的启动效率更高。

5.单文件，数据恢复速度快。文件小，经过压缩的二进制文件。

4.缺点

1.数据库安全性低。RDB是间隔一段时间进行持久化，如果持久化之间redis发生故障，会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候

2.由于RDB是通过fork子进程来协助完成数据持久化工作的，因此，如果当数据集较大时，可能会导致整个服务器停止服务几百毫秒，甚至是1秒钟。会占用CPU。

5.编码格式

每种数据类型都有特定的编码格式：
String: 直接存储(LZF压缩)

List: 连续存储所有元素

Hash: 键值对交替存储

Set: 连续存储所有成员

Sorted Set: 成员+分数交替存储

二、AOF(Append Only File)日志持久化

1.原理

以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除邮件，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录，调操作系统命令进程刷盘。

1.所有的写命令会追加到AOF缓冲中

2.AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘进行同步操作

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重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复

2.同步策略

每秒同步：异步完成，效率非常高，一旦系统出现宕机现象，那么这一秒钟之内修改的数据将会丢失。

每修改同步：同步持久化，每次发生的数据变化都会被立即记录到磁盘中，最多丢一条

不同步：由操作系统控制，可能丢失较多数据

策略	写吞吐量	数据丢失风险	fsync调用次数
always	5k ops/s	0条	每命令
everysec	80K ops/s	<=1秒数据	1次/秒
no	100k ops/s	最近30秒	OS决定

3.优点

1.数据安全

2.通过append模式写文件，即使中途服务器宕机也不会破坏已经存在的内容，可以通过redis-check-aod工具，解决数据一致化问题。

3.AOF机制的rewrite模式，定期对AOF文件进行重写，以达到压缩的目的

重写原理

不是读取就AOF文件，而是读取内存当前数据生成新文件

4.缺点

1.AOF文件比RDB文件大，且恢复速度慢

2.数据集大的时候，比RDB启动效率低

3.运行效率没有RDB高

Questions：
1.fork()后子进程能继承父进程的哪些内存？

代码段、数据段、堆、栈、共享内存（如mmap）、以及通过 clone 标记的其他区域，但通过写时拷贝实现物理共享

2.fork很慢吗？

由于写时拷贝，fork() 本身非常快（只复制页表和创建少量内核结构）。只有后续真正写入内存时才会产生复制开销。这也是为什么 fork() 通常配合 exec() 使用（exec 会重新加载程序，之前复制的页表被丢弃，所以浪费极小）。

3.fork()后父子进程共享同一个打开文件的问题？

会共享文件偏移量，这可能导致意外。通常建议在 fork() 前后关闭不需要的文件描述符，或者使用 O_CLOEXEC

4.有没有只复制文件描述符但不复制内存的版本？

Linux的 vfork() 就是这样一个优化版本，它设计用于 fork() 后立即 exec() 的场景，会阻塞父进程直到子进程调用 exec 或 exit，但现代 fork() 的写时拷贝已经使得 vfork 基本过时。