AOF日志：宕机了，Redis如何避免数据丢失？
- Redis 的持久化主要有两大机制，即 AOF(Append Only File) 日志和 RDB(Redis DataBase) 快照。
- AOF 日志是如何实现的？
AOF 日志写后日志，“写后”的意思是 Redis 是先执行命令，把数据写入内存，然后才记录日志。
传统数据库的日志，例如 redo log（重做日志），记录的是修改后的数据，
而 AOF 里记录的是 Redis 收到的每一条命令，这些命令是以文本形式保存的。
以 Redis 收到 “set testkey testvalue” 命令后记录的日志为例，看看 AOF 日志的内容。
其中，“*3” 表示当前命令有三个部分，每部分都是由 “$+数字” 开头，后面紧跟着具体的命令、键或值。
这里，“数字” 表示这部分中的命令、键或值一共有多少字节。
例如，“$3 set” 表示这部分有 3 个字节，也就是 “set” 命令。
为了避免额外的检查开销，Redis 在向 AOF 里面记录日志的时候，并不会先去对这些命令进行语法检查。
所以，如果先记日志再执行命令的话，日志中就有可能记录了错误的命令，Redis 在使用日志恢复数据时，就可能会出错。
而写后日志这种方式，就是先让系统执行命令，只有命令能执行成功，才会被记录到日志中，
否则，系统就会直接向客户端报错。
所以，Redis 使用写后日志这一方式的一大好处是，可以避免出现记录错误命令的情况。
除此之外，AOF 还有一个好处：它是在命令执行后才记录日志，所以不会阻塞当前的写操作。
首先，如果刚执行完一个命令，还没有来得及记日志就宕机了，那么这个命令和相应的数据就有丢失的风险。
如果此时 Redis 是用作缓存，还可以从后端数据库重新读入数据进行恢复，
但是，如果 Redis 是直接用作数据库的话，此时，因为命令没有记入日志，所以就无法用日志进行恢复了。
其次，AOF 虽然避免了对当前命令的阻塞，但可能会给下一个操作带来阻塞风险。
这是因为，AOF 日志也是在主线程中执行的，
如果在把日志文件写入磁盘时，磁盘写压力大，就会导致写盘很慢，进而导致后续的操作也无法执行了。
对于这个问题，AOF 机制给我们提供了三个选择，也就是 AOF 配置项 appendfsync 的三个可选。
- Always，同步写回：每个写命令执行完，立马同步地将日志写回磁盘；
- Everysec，每秒写回：每个写命令执行完，只是先把日志写到 AOF 文件的内存缓冲区，每隔一秒把缓冲区中的内容写入磁盘；
- No，操作系统控制的写回：每个写命令执行完，只是先把日志写到 AOF 文件的内存缓冲区，由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘。
针对避免主线程阻塞和减少数据丢失问题，这三种写回策略都无法做到两全其美。
- “同步写回”可以做到基本不丢数据，但是它在每一个写命令后都有一个慢速的落盘操作，不可避免地会影响主线程性能；
- “每秒写回”采用一秒写回一次的频率，避免了“同步写回”的性能开销，
虽然减少了对系统性能的影响，但是如果发生宕机，上一秒内未落盘的命令操作仍然会丢失。
所以，这只能算是，在避免影响主线程性能和避免数据丢失两者间取了个折中。
- 虽然“操作系统控制的写回”在写完缓冲区后，就可以继续执行后续的命令，
但是落盘的时机已经不在 Redis 手中了，只要 AOF 记录没有写回磁盘，一旦宕机对应的数据就丢失了；
想要获得高性能，就选择 No 策略；
如果想要得到高可靠性保证，就选择 Always 策略；
如果允许数据有一点丢失，又希望性能别受太大影响的话，那么就选择 Everysec 策略。
这里的“性能问题”，主要在于以下三个方面：
一是，文件系统本身对文件大小有限制，无法保存过大的文件；
二是，如果文件太大，之后再往里面追加命令记录的话，效率也会变低；
三是，如果发生宕机，AOF 中记录的命令要一个个被重新执行，用于故障恢复，
如果日志文件太大，整个恢复过程就会非常缓慢，这就会影响到 Redis 的正常使用。
AOF 重写机制指的是，对过大的 AOF 文件进行重写，以此来压缩 AOF 文件的大小。
具体的实现是：检查当前键值数据库中的键值对，记录键值对的最终状态，
从而实现对某个键值对重复操作后产生的多条操作记录压缩成一条的效果。进而实现压缩 AOF 文件的大小。
和 AOF 日志由主线程写回不同，重写过程是由后台线程 bgrewriteaof 来完成的，
这也是为了避免阻塞主线程，导致数据库性能下降。
重写的过程总结为“一个拷贝，两处日志”。
一个拷贝：
每次执行重写时，主线程 fork 出后台的 bgrewriteaof 子进程。
此时，fork 会把主线程的内存拷贝一份给 bgrewriteaof 子进程，这里面就包含了数据库的最新数据。
然后，bgrewriteaof 子进程就可以在不影响主线程的情况下，逐一把拷贝的数据写成操作，记入重写日志。
两处日志：
因为主线程未阻塞，仍然可以处理新来的操作。
此时，如果有写操作，第一处日志就是指正在使用的 AOF 日志，Redis 会把这个操作写到它的缓冲区。
这样一来，即使宕机了，这个 AOF 日志的操作仍然是齐全的，可以用于恢复。
而第二处日志，
就是指新的 AOF 重写日志。这个操作也会被写到重写日志的缓冲区。
这样，重写日志也不会丢失最新的操作。
等到拷贝数据的所有操作记录重写完成后，重写日志记录的这些最新操作也会写入新的 AOF 文件，以保证数据库最新状态的记录。
此时，我们就可以用新的 AOF 文件替代旧文件了。
总结来说，每次 AOF 重写时，Redis 会先执行一个内存拷贝，用于重写；
然后，使用两个日志保证在重写过程中，新写入的数据不会丢失。
而且，因为 Redis 采用额外的线程进行数据重写，所以，这个过程并不会阻塞主线程。
- 对于开启 HugePages 的操作系统，父进程申请内存时阻塞的概率将会大大提高，Hugepages 在实际使用 Redis 并需要持久化时是建议关掉的。
