面试题：AOF持久化对Redis数据安全性保障的细节问题

Question

假设Redis服务器在AOF写入过程中突然崩溃，恢复时如何确保已写入但未同步到磁盘的数据不丢失？从AOF文件格式和Redis恢复流程方面详细说明。

Answer 1

AOF文件格式

1. 命令追加格式：AOF文件以文本格式记录Redis执行的写命令。每一条命令都以Redis协议格式追加到文件末尾。例如，执行SET key value命令，在AOF文件中记录的格式类似*3\r\n$3\r\nSET\r\n$3\r\nkey\r\n$5\r\nvalue\r\n。这种格式清晰地表示了命令的参数个数及每个参数的具体内容。
2. 文件末尾追加：新的写命令不断追加到AOF文件的末尾，不会对已有命令进行修改或删除（除了重写操作），这保证了命令执行的顺序性。

Redis恢复流程确保数据不丢失

1. 加载AOF文件：Redis在启动恢复时，会读取AOF文件。它会从文件开头逐行解析其中记录的命令。
2. 不完全命令处理：由于崩溃可能发生在命令写入AOF文件但未完全写入磁盘的过程中，所以会存在不完全命令。Redis在解析AOF文件时，会检测并跳过这些不完全的命令。例如，如果在写入SET key value命令时崩溃，只写了*3\r\n$3\r\nSET\r\n$3\r\nkey，Redis会识别到这是一个不完全命令，直接跳过，不会执行该命令。
3. 重写机制（AOF Rewrite）：为了避免AOF文件不断增大，Redis有AOF重写机制。在重写过程中，Redis会根据当前内存中的数据状态，生成一份优化的、精简的AOF文件。重写过程会在子进程中进行，主进程依然可以正常处理客户端请求。在重写完成后，主进程会原子性地用新的AOF文件替换旧的AOF文件。在这个过程中，新的写命令会同时追加到旧的AOF文件和一个临时缓冲区。当重写完成且新文件替换旧文件成功后，临时缓冲区中的命令会追加到新的AOF文件末尾。这样即使在重写过程中崩溃，也不会丢失数据。
4. fsync策略：Redis提供了不同的fsync策略来控制AOF文件同步到磁盘的频率。always策略会在每次写命令追加到AOF文件后立即调用fsync将文件内容同步到磁盘，这种策略可以最大程度保证数据不丢失，但会对性能有一定影响。everysec策略会每秒调用一次fsync，这是一个性能和数据安全性的折中方案。即使在这种策略下，如果崩溃发生在两次fsync之间，最多会丢失1秒的数据。no策略则由操作系统决定何时将AOF文件内容同步到磁盘，这种策略性能最高，但数据丢失的风险也最大。

通过以上AOF文件格式特性以及Redis恢复流程中的各种机制，能够在Redis服务器崩溃后尽可能确保已写入但未同步到磁盘的数据不丢失。