面试题：Redis列表对象持久化：自定义混合持久化方案设计

Question

假设现有业务场景对Redis列表对象的持久化有极高的要求，既要保证数据的实时性，又要兼顾恢复速度和存储空间。请你设计一种自定义的混合持久化方案，结合RDB、AOF等技术，并详细阐述该方案的工作流程、优势以及潜在风险。

Answer 1

自定义混合持久化方案设计

1. 工作流程：

   • 启动阶段：Redis 启动时，优先加载 RDB 文件，快速恢复大部分数据。因为 RDB 文件是某一时刻的全量数据快照，加载速度相对较快，能迅速让 Redis 进入可用状态。加载 RDB 文件完成后，再加载 AOF 文件，AOF 文件记录的是自上次 RDB 快照后所有的写操作，通过重放 AOF 文件中的命令，将数据恢复到最新状态，从而保证数据的实时性。
   • 运行阶段：在 Redis 运行过程中，同时开启 AOF 持久化和定期执行 RDB 快照。对于 AOF 持久化，采用 always 策略，即每次写操作都同步到 AOF 文件，确保数据不会因为 Redis 宕机而丢失最新的写操作。同时，根据业务负载情况，定期（例如每小时）执行一次 RDB 快照操作。RDB 快照将当前内存中的数据以二进制形式保存到文件中，生成一个全量的数据副本。这样做可以避免 AOF 文件持续增长过大，同时也能在一定时间间隔内保留一个完整的数据状态，便于快速恢复。
   • 故障恢复阶段：当 Redis 发生故障重启时，先加载最近一次的 RDB 文件，快速恢复大部分数据到故障前的某个时间点。然后再重放 AOF 文件中记录的自上次 RDB 快照之后的所有写操作，将数据恢复到最新状态，从而保证数据的完整性和实时性。

2. 优势：

   • 实时性：通过 AOF 持久化采用 always 策略，每次写操作都同步到 AOF 文件，确保了数据的实时性，即使 Redis 发生故障，也只会丢失最后一次同步到 AOF 文件之后的未完成写操作。
   • 恢复速度：RDB 文件的加载速度较快，在 Redis 启动时先加载 RDB 文件可以快速恢复大部分数据，使 Redis 尽快进入可用状态。然后再通过重放 AOF 文件中的少量增量操作，将数据恢复到最新状态，兼顾了快速恢复和数据完整性。
   • 存储空间：定期执行 RDB 快照可以避免 AOF 文件持续增长过大，减少存储空间的占用。因为 AOF 文件记录的是所有写操作，随着时间的推移会变得非常庞大，而 RDB 文件是某一时刻的全量数据快照，文件大小相对稳定。

3. 潜在风险：

   • 性能影响：AOF 采用 always 策略会对 Redis 的性能产生一定影响，因为每次写操作都需要同步到磁盘，这会增加磁盘 I/O 负担。在高并发写操作场景下，可能会导致 Redis 的响应时间变长。
   • AOF 文件损坏：由于 AOF 文件记录了所有写操作，如果 AOF 文件在写入过程中发生损坏（例如磁盘故障），可能会导致数据无法完整恢复。虽然 Redis 提供了 redis - check - aof 工具来修复损坏的 AOF 文件，但在某些极端情况下，可能无法完全恢复数据。
   • RDB 快照间隔问题：如果 RDB 快照的时间间隔设置过长，在 Redis 故障重启时，需要重放的 AOF 文件中的命令会较多，恢复时间可能会变长；如果设置过短，频繁的 RDB 快照操作会增加系统负担，影响 Redis 的性能，同时也会增加存储空间的占用，因为会产生多个 RDB 文件。