Redis持久化之AOF
Redis持久化之AOF
Redis是一个基于内存的数据库,内存的超强计算能力能为Redis提供优越的性能,但是也带来一个问题内存断电即失,不能做到磁盘的永久保存,这时需要借助一些特殊的持久化手段如AOF(Append Only File)和RDB,今天先来聊聊AOF基于增量日志的持久化机制。
AOF持久化体验
Redis默认的持久化机制是RDB,我们如果想体验AOF持久化机制,需要修改redis.conf文件,开启AOF持久化,将配置值改为yes
AOF持久化写回策略,测试定义每秒写入,也是生产推荐使用方式
修改完毕重启redis,就是AOF持久化方式,这时在redis中操作的命令会以每秒为单位追加写入到appendonly.aof文件中,appendonly.aof文件中的命令记录的是每条sql执行的命令如下所示
AOF日志格式解析如下
AOF日志是如何实现的
AOF日志一般为写后日志,也就是说是命令正确执行完毕后将命令写入日志文件中,这样做有如下好处
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命令写入日志文件不需要进行额外的格式校验,如果命令格式错误那么不会写入日志文件中,这样就保证了后续redis根据AOF文件恢复数据,不会有执行错误的风险。
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命令执行完后才记录日志,那么不会阻塞当前的写操作。
AOF这种写入方式会存在一定的风险
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如果刚执行完一个命令后,机器宕机那么这个命令还未保存到日志文件中,后续redis从AOF文件中恢复就会缺少数据,所以redis不能保证数据库和日志文件完全一致。
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AOF虽然用写后日志的形式避免了当前的写操作,但这会给下一个操作带来阻塞的风险,因为AOF的写操作在主线程中执行,如果在将命令写入日志文件中时磁盘的写压力大,就会导致写盘慢,从而阻塞主线处理其他业务。
AOF的风险都来自于日志写入的时机,那么怎么控制AOF写入日志文件时机呢?写回策略由appendfsync参数控制
写回策略
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always:同步写回,每个写命令执行完后,立马同步将日志写入磁盘
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everysec:每秒写回,每个写命令执行完,先将日志写入AOF文件的内存缓冲区,每隔一秒把缓冲区内容写入日志文件中。
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no:操作系统控制写回,每个写命令执行完,先将日志写到AOF文件的内存缓冲区,由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘(写回磁盘不受redis控制)。
这三种写回策略都是不完美的,都不能彻底解决数据丢失和主线程阻塞问题,我们在开发中需要在性能和可靠性之间进行取舍,三种写回策略对比如下
在redis.conf文件中默认配置的是everysec,生产中无特殊要求也是使用everysec,因为everysec写回策略在可靠性和性能上都是比较折中的。
AOF重写机制
AOF只是设置写回策略是远远不够的,因为AOF默认追加的文件都是定义的appendonly.aof,如果日志文件过大,那么就会导致一系列的性能问题如
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文件系统本身对文件大小有限制,无法保存过大的文件。
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如果文件太大,后续往日志文件中追加内容效率将会降低。
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如果发生宕机,利用AOF文件恢复需要的时间长,恢复时间长影响redis正常使用。
所以我们需要将AOF文件”瘦身“,AOF重写机制就是在重写时Redis根据数据库的现状创建一个新的AOF文件,因为AOF对每一条命令记录日志,那么多条日志命令产生的影响对现有数据库而言可以进行简单合并,如下图所示。
Redis顺序执行的命令,产生的最终结果为【“N”,“M”,“D”】那么redis重写后的日志文件只需要能够保存最终结果的列表即可,所以就能将图中的六条命令合并为一条命令LPUSH test D M N
,这样就能让AOF文件内容得到精简,从而达到重写AOF文件的目的。
AOF重写细节
AOF重写需要将整个数据库最新的操作日志写入到磁盘中,这么一个耗时的操作是否会阻塞主线程呢?显然Redis不会让这种情况产生,在重写时Redis会fork一个子进程bgrewiteaof,避免重写操作阻塞主线程(虽然fork后不会阻塞主线程但fork的一瞬间是会阻塞子线程的,fork不会复制主线程所有的数据只会拷贝需要的数据结构,这个拷贝是非常耗时的会阻塞主线程,阻塞时间取决于实例的大小)。
重写的过程主要概括为一个拷贝两个日志。
一个拷贝指的是,父进程fork一个子进程也就是bgrewiteaof,这时并不会将父进程的内存全部复制给bgrewiteaof,而是子进程会拷贝父进程的页表即虚实映射关系,并不会做物理拷贝,子线程复制了父进程页表后,就能和父进程共享内存数据,只有当存在写操作时才会真正做物理拷贝(这个地方可以完全参考COW理解,只有真正写入时才需要复制数据,单纯的读可以共享数据)。
两个日志都为AOF追加日志一个为正在使用的AOF日志一个为重写新增的AOF日志。
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因为主线程未阻塞,所以在处理请求后会将日志写入到正在使用的AOF日志缓冲区中,等待日志回写时落盘。
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新增的重写日志也需要将处理请求的日志写入新增日志缓冲区,这样保证了重写后的日志依然是完整的,不会丢失数据。
等待所有的重写操作完成我们就可以使用新的AOF文件代替旧的AOF日志文件了。
AOF重写配置
想要AOF重写有两种方法手动和自动
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手动的就是执行
bgrewriteaof
指令,手动重写AOF文件,重写会创建一个当前 AOF 文件的体积优化版本。 -
自动执行需要配置参数
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auto-aof-rewrite-min-size: 表示运行AOF重写时文件的最小大小,默认为64MB。
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auto-aof-rewrite-percentage: 当前AOF文件比上一次重写后AOF文件的增量大小,和上一次重写后AOF文件大小的比值。
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