内存数据库将数据常驻在主存中,以优越的性能,在实时数据库领域应用广泛。Redis是一个开源、支持网络、高性能、可基于内存亦可持久化的键值(Key-Value,K-V)数据库。当前使用Redis往往要进行RDB(Redis DataBase)或AOF(AppendOnly-File)持久化以保证数据可靠地存储在外存设备中,而持久化过程又会反作用数据库,影响数据库的性能。其中,AOF的读写性能和保存频率更会直接影响Redis的实时响应速度。针对Redis数据库的性能和数据持久化开销的矛盾,提出基于开放通道固态硬盘(Open-channel SSD,OC-SSD)的Redis高效可靠的持久化方案(OC-Redis)。应用程序直接读写开放通道固态盘,绕过文件系统和通用块层,以缩短数据库持久化和加载的I/O路径,提高读写性能。同时,设计了数据地址映射,并实现开放通道固态盘的空间管理和垃圾回收。为均衡RDB和AOF两种持久化模式对硬件不同的损耗速率,实现了块级别的磨损均衡方法。针对AOF的高频率数据保存操作对数据库性能的影响问题,提出链式存储AOF数据块的策略,合并元数据和数据存储。该策略每次持久化可以减少1次写操作,总体上可以减少近一半的写操作。并且,每次AOF的小写保持固定的写回长度和严格的物理地址对齐,结合开放通道固态盘的短路径I/O方案,以提高小写性能。小写性能的提升,可以减少每次持久化花费时间占两次AOF间隔时间的比率,降低数据丢失概率。经过实验测试表明,基于开放通道固态硬盘的OC-Redis方案,不仅比传统的Redis持久化方案的性能优秀,而且与基于开放通道固态硬盘的经过通用块层的I/O方法的Redis持久化方案对比,也提高了持久化性能、降低数据丢失概率。RDB持久化性能在不同场景下比传统Redis提高40%~60%。AOF的每次小写时延大约缩短为传统Redis的8.8%。