面试题：Redis缓存与MySQL数据一致性中，常见的持久化方案有哪些及原理

Question

请阐述在保证Redis缓存与MySQL数据一致性场景下，Redis常见的持久化方案（如RDB和AOF）的工作原理，以及它们对数据一致性的影响。

Answer 1

RDB工作原理

1. 快照生成：RDB持久化是将Redis在某一时刻的内存数据以快照的形式保存到磁盘。在指定的时间间隔内，Redis会自动触发或手动执行SAVE或BGSAVE命令来生成RDB文件。
   • SAVE命令：会阻塞Redis服务器进程，直到RDB文件创建完毕。在这个过程中，服务器不能处理任何客户端请求。
   • BGSAVE命令：Redis会fork出一个子进程，由子进程负责创建RDB文件，主进程继续处理客户端请求。
2. 文件结构：RDB文件是一个紧凑的二进制文件，它保存了Redis在某一时刻的所有数据库键值对数据。

AOF工作原理

1. 日志记录：AOF（Append - Only - File）持久化是将Redis执行的写命令以日志的形式追加到AOF文件的末尾。每当有写操作发生时，Redis就会将该操作的命令追加到AOF文件中。
2. 重写机制：随着写操作的不断进行，AOF文件会越来越大。为了解决这个问题，Redis提供了AOF重写机制。重写时，Redis会创建一个新的AOF文件，将内存中的数据以简洁的命令重新写入新文件，然后用新文件替换旧文件。重写过程也有手动（BGREWRITEAOF）和自动触发两种方式，自动触发基于AOF文件大小的增长比例等条件。

对数据一致性的影响

1. RDB对数据一致性的影响
   • 优点：RDB文件是某一时刻的完整快照，恢复数据时速度相对较快，适合用于大规模数据恢复场景。
   • 缺点：由于是按时间间隔生成快照，可能会丢失上次快照之后到发生故障期间的数据，无法保证数据的强一致性。例如，如果每5分钟生成一次RDB快照，在4分59秒时发生故障，那么这近5分钟内的数据变化就会丢失。
2. AOF对数据一致性的影响
   • 优点：AOF记录的是每一个写操作，只要AOF文件没有损坏，就能最大程度地恢复数据，数据丢失风险相对较小，能提供更高的数据一致性保证。
   • 缺点：虽然有重写机制，但AOF文件通常会比RDB文件大，占用更多磁盘空间。并且在恢复数据时，需要重放AOF文件中的所有命令，相对RDB恢复速度可能较慢。同时，如果AOF文件在写入过程中发生损坏（例如突然断电导致写入不完整），可能需要通过工具修复文件后才能恢复数据，影响数据一致性的恢复。