Redis 持久化快速上手

什么是持久化?

Redis 所有数据都是存储在内存中的,对于数据的更新将异步的保存在磁盘中,当Redis实例重启时,即可利用之前持久化的文件实现数据恢复。

主流数据库的持久化方式:

  • 快照

    • Mysql dump
    • Redis rdb
  • 日志

    • Mysql binlog
    • Redis aof

RDB

什么是RDB?

Redis 通过一条命令或者某种方式创建 rdb 文件,该文件是二进制格式,存储在硬盘中。

当需要对Redis 进行恢复时,就可以去加载该文件。数据恢复的程度,取决于 rdb文件(快照)产生的时刻。

三种触发机制

Redis 生成 rdb 文件有三种方式,分别是:

  • save
  • bgsave
  • 自动策略

save

save 命令有如下特点:

  1. 同步阻塞
  2. 文件策略:如果存在旧的rdb 文件,则会替换成新的
  3. 复杂度:O(N)

bgsave

bgsave 命令有如下特点:

  • 异步非阻塞(几乎不会阻塞客户端)
  • 文件策略和复杂度同上。

save 还是 bgsave?
命令savebgsave
IO类型同步异步
是否阻塞否(阻塞发生在fork()
复杂度O(n)O(n)
优点不会消耗额外内存不阻塞客户端
缺点阻塞客户端需要fork,消耗内存

在数据量不大的情况下,其实使用save 还是bgsave 并没有什么差异。

它俩都是需要手动执行命令才会触发机制,那么有没有自动的方式呢?答案是有的。

自动策略

自动生成策略是根据某个规则来决定是否生成 rdb 文件,这个过程也是一个bgsave 的过程。

默认策略:

secondschanges
9001
30010
6010000

上述配置的意思是:如果在60s 中做了10000 次改变或者在 300s 中做了 10次 改变,或者在900s 中做了 1 次改变,则均会触发bgsave。

配置

#save 900 1
#save 300 10 
#save 60 10000
dbfilename dump.rdb       // rdb 文件名称
dir /big_disk_path                // 工作目录
stop-writes-on-bgsave-error yes   // 如果发生错误,停止写入
rdbcompression yes                // 采用压缩格式 
rdbchecksum yes                   // 对rdb 文件进行检验

触发机制

Redis 当达到以下触发机制时,也会自动创建rdb 文件。

  1. 全量复制
  2. debug reload
  3. showdown

RDB 文件恢复

前面已经提到过了,持久化的目的是为了解决内存异常导致的数据丢失问题,如果真的遇到了这样的情况,RDB 文件又是如何实现数据恢复的呢?

因为开启持久化之后,数据会存储到名为 dump.rdb 的文件中,当 Redis 服务器重启时,检测到 dump.rdb 文件后,就会自动加载进行数据恢复。

AOF

在正式介绍什么是AOF 之前,我们先来了解一下RDB 方式现存的问题。

  1. 耗时、耗性能
  2. 不可控、丢失数据

什么是AOF?

与RDB 不同的是,它是通过保存所执行的写命令来实现的,并且保存的数据格式是客户端发送的命令。

三种策略

Redis 在执行写命令时,首先写入硬盘的缓冲区,缓冲区会根据以下三种策略去刷新到磁盘中。

  • always:每次写入都把缓冲区 fsync 到硬盘,性能影响最大,占用磁盘 IO 较高,数据安全性最高。
  • everysec:每秒把缓冲区 fsync 到硬盘,对性能影响相对较小。
  • no:由系统决定是否 fsync。
always 还是 everysec 还是 no?
命令alwayseverysecno
优点不丢失数据每秒一次 fsync不用管
缺点IO 开销较大,一般的sata 盘只有几百 TPS丢一秒数据不可控

AOF 重写

来看这样一种情况:

127.0.0.1:6379> set name php 
OK
127.0.0.1:6379> set name c
OK
127.0.0.1:6379> set name python
OK
127.0.0.1:6379> set name js
OK
127.0.0.1:6379> get name 
"js"

虽然set 了很多次,但是name 的值,只受最后一次set 的影响,所以前面那么多次,其实没有必要也保存到AOF 文件中。

满足所设置的条件时,会自动触发 AOF 重写,此时 Redis 会扫描整个实例的数据,重新生成一个 AOF 文件来达到瘦身的效果。

配置

// AOF
appendonly yes                              // 开启AOF 策略
appendfilename "appendonly-${port}.aof"     // aof 文件名
appendfsync everysec                        // 刷新策略
dir /big_disk_path                          // 工作目录
no-appendfsync-on-write  yes                // AOF 重写时,是否需要做AOF 检测操作

// AOF 重写
auto-aof-rewrite-percentage 100             // AOF 文件距离上次文件增长超过多少百分比
auto-aof-rewrite-min-size 64mb              // AOF 文件体积最小多大以上触发

AOF 文件恢复

与 RBD 文件不同,因为AOF 文件的数据格式,是由命令组成的,所以客户端直接执行每条命令就可以将数据进行恢复。

RDB 还是AOF?

RDB 和AOF 有各自的优缺点,那么到底该选择哪个呢? 并没有绝对正确的答案。需要根据实际情况去作取舍,不过通常都是使用混合持久化的方式。

命令RDBAOF
启动优先级
体积
恢复速度
数据安全性丢数据根据策略决定
级别

混合持久化

混合持久化是通过 aof-use-rdb-preamble 参数来开启的。它的操作方式是这样的,在写入的时候先把数据以 RDB 的形式写入文件的开头,再将后续的写命令以 AOF 的格式追加到文件中。这样既能保证数据恢复时的速度,同时又能减少数据丢失的风险。

那么混合持久化中是如何来进行数据恢复的呢?在 Redis 重启时,先加载 RDB 的内容,然后再重放增量 AOF 格式命令。这样就避免了 AOF 持久化时的全量加载,从而使加载速率得到大幅提升。

总结

RDB持久化

  • 将某一时刻的数据以二进制形式写入到磁盘里,服务重启时检测到对应文件自动加载进行数据恢复。
  • 有手动触发和自动触发两种机制。

AOF持久化

  • 以文件追加的方式写入客户端执行的写命令。
  • 数据恢复时,通过创建伪客户端的方式执行命令,直到恢复完成。

混合持久化

  • 在写入的时候先把数据以 RDB 的形式写入文件的开头,再将后续的写命令以 AOF 的格式追加到文件中。

参考链接

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