redis持久化

redis是内存数据库,它把数据存储在内存中,这样在加快读取速度的同时也对数据安全性产生了新的问题,即当redis所在服务器发生宕机后,redis数据库里的所有数据将会全部丢失。为了解决这个问题,redis提供了持久化功能——RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。

  • RDB 持久化可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照(point-in-time snapshot)。
  • AOF 持久化记录服务器执行的所有写操作命令,并在服务器启动时,通过重新执行这些命令来还原数据集。 AOF 文件中的命令全部以 Redis 协议的格式来保存,新命令会被追加到文件的末尾。 Redis 还可以在后台对 AOF 文件进行重写(rewrite),使得 AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小。
  • Redis 还可以同时使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在这种情况下, 当 Redis 重启时, 它会优先使用 AOF 文件来还原数据集, 因为 AOF 文件保存的数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。
  • 你甚至可以关闭持久化功能,让数据只在服务器运行时存在。


RDB

RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘,实际操作过程是fork一个子进程,先将数据集写入临时文件,写入成功后,再替换之前的文件,用二进制压缩存储。

redis 持久化 RDB AOF_AOF


RDB存在哪些优势呢?

1). 一旦采用该方式,那么你的整个Redis数据库将只包含一个文件,这对于文件备份而言是非常完美的。比如,你可能打算每个小时归档一次最近24小时的数据,同时还要每天归档一次最近30天的数据。通过这样的备份策略,一旦系统出现灾难性故障,我们可以非常容易的进行恢复。

2). 对于灾难恢复而言,RDB是非常不错的选择。因为我们可以非常轻松的将一个单独的文件压缩后再转移到其它存储介质上。

3). 性能最大化。对于Redis的服务进程而言,在开始持久化时,它唯一需要做的只是fork出子进程,之后再由子进程完成这些持久化的工作,这样就可以极大的避免服务进程执行IO操作了。

4). 相比于AOF机制,如果数据集很大,RDB的启动效率会更高。

RDB又存在哪些劣势呢?

1). 如果你想保证数据的高可用性,即最大限度的避免数据丢失,那么RDB将不是一个很好的选择。因为系统一旦在定时持久化之前出现宕机现象,此前没有来得及写入磁盘的数据都将丢失。

2). 由于RDB是通过fork子进程来协助完成数据持久化工作的,因此,如果当数据集较大时,可能会导致整个服务器停止服务几百毫秒,甚至是1秒钟。


RDB手动触发

save

该命令会阻塞当前Redis服务器,执行save命令期间,Redis不能处理其他命令,直到RDB过程完成为止。

执行完成时候如果存在老的RDB文件,就把新的替代掉旧的。

bgsave

执行该命令时,Redis会在后台异步进行快照操作,快照同时还可以响应客户端请求。

具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间很短。基本上 Redis 内部所有的RDB操作都是采用 bgsave 命令。

redis 持久化 RDB AOF_持久化_02

RDB自动触发

自动触发是由我们的配置文件来完成的。在redis.conf配置文件中,里面有如下配置,我们可以去设置:

save

这里是用来配置触发 Redis的 RDB 持久化条件,也就是什么时候将内存中的数据保存到硬盘。比如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时,自动触发bgsave。

默认如下配置:

redis 持久化 RDB AOF_RDB_03

表示900 秒内如果至少有 1 个 key 的值变化,则保存save 900 1#表示300 秒内如果至少有 10 个 key 的值变化,则保存save 300 10#表示60 秒内如果至少有 10000 个 key 的值变化,则保存save 60 10000

不需要持久化,那么你可以注释掉所有的 save 行来停用保存功能。

stop-writes-on-bgsave-error

默认值为yes。当启用了RDB且最后一次后台保存数据失败,Redis是否停止接收数据。这会让用户意识到数据没有正确持久化到磁盘上,否则没有人会注意到灾难(disaster)发生了。如果Redis重启了,那么又可以重新开始接收数据了

rdbcompression

默认值是yes。对于存储到磁盘中的快照,可以设置是否进行压缩存储。

rdbchecksum

默认值是yes。在存储快照后,我们还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验,但是这样做会增加大约10%的性能消耗,如果希望获取到最大的性能提升,可以关闭此功能。

dbfilename

设置快照的文件名,默认是 dump.rdb

dir

设置快照文件的存放路径,这个配置项一定是个目录,而不能是文件名。


AOF

AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作,查询操作不会记录,以文本的方式记录,可以打开文件看到详细的操作记录。

redis 持久化 RDB AOF_RDB_04


Log rewriting 日志重写

随着写操作的执行,AOF 会变得越来越大。例如,如果将一个计数器递增100次,则最终数据集中只有一个键,其中包含最终值,但 AOF 中有100个条目。其中99个条目不需要重建当前状态。

重写是完全安全的。当 Redis 继续追加到旧文件时,只需要创建当前数据集所需的最小操作集就会生成一个全新的文件,一旦第二个文件准备好,Redis 就会切换这两个文件并开始追加到新文件。

因此 Redis 支持一个有趣的特性: 它能够在后台重建 AOF,而不会中断为客户机提供的服务。每当您发出 bgrewriteaofredis 命令时,它都会编写在内存中重新构建当前数据集所需的最短命令序列。如果你在 Redis 2.2中使用 AOF,你需要不时地运行 BGREWRITEAOF。因为 Redis 2.4能够自动触发日志重写。

重写操作流程

  1. redis fork一个子进程
  2. 子进程基于当前内存中的数据,构建日志,开始往一个新的临时的AOF文件中写入日志
  3. redis主进程,接收到client新的写操作之后,在内存中写入日志,同时新的日志也继续写入旧的AOF文件
  4. 子进程写完新的日志文件之后,redis主进程将内存中的新日志再次追加到新的AOF文件中
  5. 用新的日志文件替换掉旧的日志文件

AOF 配置

appendonly yes|no

可以打开AOF持久化机制,在生产环境里面,一般来说AOF都是要打开的

打开AOF持久化机制之后,redis每次接收到一条写命令,就会写入日志文件中,当然是先写入os cache的,然后每隔一定时间再fsync一下

而且即使AOF和RDB都开启了,redis重启的时候,也是优先通过AOF进行数据恢复的,因为aof数据比较完整

fsync策略

可以配置AOF的fsync策略,有三种策略可以选择,一种是每次写入一条数据就执行一次fsync; 一种是每隔一秒执行一次fsync; 一种是不主动执行fsync

appendfsync always

appendfsync everysec

appendfsync no

always: 每次写入一条数据,立即将这个数据对应的写日志fsync到磁盘上去,性能非常非常差,吞吐量很低; 确保说redis里的数据一条都不丢,那就只能这样了

everysec: 每秒将os cache中的数据fsync到磁盘,这个最常用的

no: 仅仅redis负责将数据写入os cache就撒手不管了,不可控。通常,Linux 会每30秒使用这种配置刷新一次数据,但这取决于内核的精确调整。

rewrite策略

auto-aof-rewrite-percentage 100

auto-aof-rewrite-min-size 64mb

比如说上一次AOF rewrite之后,是128mb

然后就会接着128mb继续写AOF的日志,如果发现增长的比例,超过了之前的100%,256mb,就可能会去触发一次rewrite

但是此时还要去跟min-size,64mb去比较,256mb > 64mb,才会去触发rewrite

AOF的优势有哪些呢?

1). 该机制可以带来更高的数据安全性,即数据持久性。Redis中提供了3中同步策略,即每秒同步、每修改同步和不同步。事实上,每秒同步也是异步完成的,其效率也是非常高的,所差的是一旦系统出现宕机现象,那么这一秒钟之内修改的数据将会丢失。而每修改同步,我们可以将其视为同步持久化,即每次发生的数据变化都会被立即记录到磁盘中。可以预见,这种方式在效率上是最低的。至于无同步,无需多言,我想大家都能正确的理解它。

2). 由于该机制对日志文件的写入操作采用的是append模式,因此在写入过程中即使出现宕机现象,也不会破坏日志文件中已经存在的内容。然而如果我们本次操作只是写入了一半数据就出现了系统崩溃问题,不用担心,在Redis下一次启动之前,我们可以通过redis-check-aof工具来帮助我们解决数据一致性的问题。

3). 如果日志过大,Redis可以自动启用rewrite机制。即Redis以append模式不断的将修改数据写入到老的磁盘文件中,同时Redis还会创建一个新的文件用于记录此期间有哪些修改命令被执行。因此在进行rewrite切换时可以更好的保证数据安全性。

4). AOF包含一个格式清晰、易于理解的日志文件用于记录所有的修改操作。事实上,我们也可以通过该文件完成数据的重建。

AOF的劣势有哪些呢?

1). 对于相同数量的数据集而言,AOF文件通常要大于RDB文件。RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

2). 根据同步策略的不同,AOF在运行效率上往往会慢于RDB。总之,每秒同步策略的效率是比较高的,同步禁用策略的效率和RDB一样高效。


RDB AOF 对比

redis 持久化 RDB AOF_持久化_05

参考信息

​https://redis.io/topics/persistence​

​https://www.jianshu.com/p/a91329ae210c​

​https://baijiahao.baidu.com/s?id=1654694618189745916&wfr=spider&for=pc​