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和AOF。通俗的讲就是将内存中的数据写入硬盘中。

 

持久化之全量写入：RDB

原文链接 https://www.cnblogs.com/wdliu/p/9377278.html

RDB生成快照可自动促发，也可以使用命令手动触发，以下是redis触发执行快照条件，

  • 客户端执行命令save和bgsave会生成快照；
  • 根据配置文件save m n规则进行自动快照；
  • 主从复制时，从库全量复制同步主库数据，此时主库会执行bgsave命令进行快照；
  • 客户端执行数据库清空命令FLUSHALL时候，触发快照；
  • 客户端执行shutdown关闭redis时，触发快照；

 

根据配置文件save m n规则进行自动快照；

[redis@6381]$ more /usr/local/redis/conf/redis.conf 
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dbfilename "dump.rdb" #持久化文件名称
dir "/data/dbs/redis/6381" #持久化数据文件存放的路径

 

上面是redis配置文件里默认的RDB持久化设置，前三行都是对触发RDB的一个条件
第一行的意思是每900秒钟里redis数据库有一条数据被修改则触发RDB，依次类推；只要有一条满足就会调用BGSAVE进行RDB持久化。
第四行dbfilename指定了把内存里的数据库写入本地文件的名称，该文件是进行压缩后的二进制文件，通过该文件可以把数据库还原到生成该文件时数据库的状态。
第五行dir指定了RDB文件存放的目录。

配置文件修改需要重启redis服务，我们还可以在命令行里进行配置，即时生效，服务器重启后需重新配置

[redis@iZ254r8s3m6Z redis]$ bin/redis-cli
127.0.0.1:6379> CONFIG GET save #查看redis持久化配置
1) "save"
2) "900 1 300 10 60 10000"

127.0.0.1:6379> CONFIG SET save "21600 1000" #修改redis持久化配置
OK

 

客户端执行命令save和bgsave会生成快照；

而RDB持久化也分两种：SAVE和BGSAVE
SAVE是阻塞式的RDB持久化，当执行这个命令时redis的主进程把内存里的数据库状态写入到RDB文件（即上面的dump.rdb）中，直到该文件创建完毕的这段时间内redis将不能处理任何命令请求。

BGSAVE属于非阻塞式的持久化，它会创建一个子进程专门去把内存中的数据库状态写入RDB文件里，同时主进程还可以处理来自客户端的命令请求。但子进程基本是复制的父进程，这等于两个相同大小的redis进程在系统上运行，会造成内存使用率的大幅增加。

FLUSHALL触发

flushall命令用于清空数据库，请慎用，当我们使用了则表明我们需要对数据进行清空，那redis当然需要对快照文件也进行清空，所以会触发bgsave。

 

shutdown触发

shutdown命令触发就不用说了,redis在关闭前处于安全角度将所有数据全部保存下来，以便下次启动会恢复。

主从触发

在redis主从复制中，从节点执行全量复制操作，主节点会执行bgsave命令，并将rdb文件发送给从节点，该过程会在复制篇中进行阐述。

 

AOF的持久化

[redis@iZ]$ more ~/redis/conf/redis.conf
dir "/data/dbs/redis/6381" #AOF文件存放目录
appendonly yes #开启AOF持久化，默认关闭
appendfilename "appendonly.aof" #AOF文件名称（默认）
appendfsync no #AOF持久化策略
auto-aof-rewrite-percentage 100 #触发AOF文件重写的条件（默认）
auto-aof-rewrite-min-size 64mb #触发AOF文件重写的条件（默认）

 

AOF的持久化是通过命令追加、文件写入和文件同步三个步骤实现的。

1.当reids开启AOF后，服务端每执行一次写操作（如set、sadd、rpush）就会把该条命令追加到一个单独的AOF缓冲区的末尾，这就是命令追加；

2.然后把AOF缓冲区的内容写入AOF文件里。

3.看上去第二步就已经完成AOF持久化了那第三步是干什么的呢？这就需要从系统的文件写入机制说起：一般我们现在所使用的操作系统，为了提高文件的写入效率，都会有一个写入策略，即当你往硬盘写入数据时，操作系统不是实时的将数据写入硬盘，而是先把数据暂时的保存在一个内存缓冲区里，等到这个内存缓冲区的空间被填满或者是超过了设定的时限后才会真正的把缓冲区内的数据写入硬盘中。也就是说当redis进行到第二步文件写入的时候，从用户的角度看是已经把AOF缓冲区里的数据写入到AOF文件了，但对系统而言只不过是把AOF缓冲区的内容放到了另一个内存缓冲区里而已，之后redis还需要进行文件同步把该内存缓冲区里的数据真正写入硬盘上才算是完成了一次持久化。

而何时进行文件同步则是根据配置的appendfsync来进行：

appendfsync有三个选项：always、everysec和no：

1、选择always的时候服务器会在每执行一个事件就把AOF缓冲区的内容强制性的写入硬盘上的AOF文件里，可以看成你每执行一个redis写入命令就往AOF文件里记录这条命令，这保证了数据持久化的完整性，但效率是最慢的，却也是最安全的；

2、配置成everysec的话服务端每执行一次写操作（如set、sadd、rpush）也会把该条命令追加到一个单独的AOF缓冲区的末尾，并将AOF缓冲区写入AOF文件，然后每隔一秒才会进行一次文件同步把内存缓冲区里的AOF缓存数据真正写入AOF文件里，这个模式兼顾了效率的同时也保证了数据的完整性，即使在服务器宕机也只会丢失一秒内对redis数据库做的修改；

3、将appendfsync配置成no则意味redis数据库里的数据就算丢失你也可以接受，它也会把每条写命令追加到AOF缓冲区的末尾，然后写入文件，但什么时候进行文件同步真正把数据写入AOF文件里则由系统自身决定，即当内存缓冲区的空间被填满或者是超过了设定的时限后系统自动同步。这种模式下效率是最快的，但对数据来说也是最不安全的，如果redis里的数据都是从后台数据库如mysql中取出来的，属于随时可以找回或者不重要的数据，那么可以考虑设置成这种模式。

 

重写触发条件 

AOF文件触发条件可分为手动触发和自动触发：

手动触发：客户端执行bgrewriteaof命令。

自动触发：自动触发通过以下两个配置协作生效：

  • auto-aof-rewrite-min-size: AOF文件最小重写大小，只有当AOF文件大小大于该值时候才可能重写,4.0默认配置64mb。
  • auto-aof-rewrite-percentage：当前AOF文件大小和最后一次重写后的大小之间的比率等于或者等于指定的增长百分比，如100代表当前AOF文件是上次重写的两倍时候才重写。　

redis开启在AOF功能开启的情况下，会维持以下三个变量

  • 记录当前AOF文件大小的变量aof_current_size。
  • 记录最后一次AOF重写之后，AOF文件大小的变量aof_rewrite_base_size。
  • 增长百分比变量aof_rewrite_perc。

每次当serverCron（服务器周期性操作函数）函数执行时，它会检查以下条件是否全部满足，如果全部满足的话，就触发自动的AOF重写操作：

  • 没有BGSAVE命令（RDB持久化）/AOF持久化在执行；
  • 没有BGREWRITEAOF在进行；
  • 当前AOF文件大小要大于server.aof_rewrite_min_size的值；
  • 当前AOF文件大小和最后一次重写后的大小之间的比率等于或者大于指定的增长百分比（auto-aof-rewrite-percentage参数）

重写过程

　　AOF文件重写过程与RDB快照bgsave工作过程有点相似，都是通过fork子进程，由子进程完成相应的操作，同样的在fork子进程简短的时间内，redis是阻塞的，以下图文说明其重写过程：

 

过程说明：

　　aof_rewrite_buf 代表重写缓冲区      aof_buf代表写写命令存放的缓冲区

　　1.开始bgrewriteaof，判断当前有没有bgsave命令(RDB持久化)/bgrewriteaof在执行，倘若有，则这些命令执行完成以后在执行。

　　2.主进程fork出子进程，在这一个短暂的时间内，redis是阻塞的。

　　3.主进程fork完子进程继续接受客户端请求，所有写命令依然写入AOF文件缓冲区并根据appendfsync策略同步到磁盘，保证原有AOF文件完整和正确。由于fork的子进程仅仅只共享主进程fork时的内存，因此Redis使用采用重写缓冲区(aof_rewrite_buf)机制保存fork之后的客户端的写请求，防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。此时，客户端的写请求不仅仅写入原来aof_buf缓冲，还写入重写缓冲区(aof_rewrite_buf)。

　　4.子进程通过内存快照，按照命令重写策略写入到新的AOF文件。

　　4.1子进程写完新的AOF文件后，向主进程发信号，父进程更新统计信息。

　　4.2主进程把AOFaof_rewrite_buf中的数据写入到新的AOF文件(避免写文件是数据丢失)。

　　5.使用新的AOF文件覆盖旧的AOF文件，标志AOF重写完成。

 

AOF实现本质

AOF实现本质是基于redis通讯协议，将命令以纯文本的方式写入到文件中。

redis协议：

首先Redis是以行来划分，每行以\r\n行结束。每一行都有一个消息头，消息头共分为5种分别如下:

(+) 表示一个正确的状态信息，具体信息是当前行+后面的字符。

(-)  表示一个错误信息，具体信息是当前行－后面的字符。

(*) 表示消息体总共有多少行，不包括当前行,*后面是具体的行数。

($) 表示下一行数据长度，不包括换行符长度\r\n,$后面则是对应的长度的数据。

(:) 表示返回一个数值，：后面是相应的数字节符。

我们可以直接查看AOF文件中的格式，如下图：

 

数据恢复

之前已经提到当AOF开启时候，redis数据恢复优先选用AOF进行数据恢复，以下使用停止redis来模拟redis故障,然后在重写启动进行恢复。

查看日志会发现数据恢复已经变成从AOF(append only file)文件中恢复：

 

AOF配置参数

复制代码
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
#AOF文件最小重写大小，只有当AOF文件大小大于该值时候才可能重写,4.0默认配置64mb。

auto-aof-rewrite-percentage  100
#当前AOF文件大小和最后一次重写后的大小之间的比率等于或者等于指定的增长百分比，如100代表当前AOF文件是上次重写的两倍时候才重写。

appendfsync everysec
#no：不使用fsync方法同步，而是交给操作系统write函数去执行同步操作，在linux操作系统中大约每30秒刷一次缓冲。这种情况下，缓冲区数据同步不可控，并且在大量的写操作下，aof_buf缓冲区会堆积会越来越严重，一旦redis出现故障，数据
#always：表示每次有写操作都调用fsync方法强制内核将数据写入到aof文件。这种情况下由于每次写命令都写到了文件中, 虽然数据比较安全，但是因为每次写操作都会同步到AOF文件中，所以在性能上会有影响，同时由于频繁的IO操作，硬盘的使用寿命会降低。
#everysec：数据将使用调用操作系统write写入文件，并使用fsync每秒一次从内核刷新到磁盘。 这是折中的方案，兼顾性能和数据安全，所以redis默认推荐使用该配置。

aof-load-truncated yes
#当redis突然运行崩溃时，会出现aof文件被截断的情况，Redis可以在发生这种情况时退出并加载错误，以下选项控制此行为。
#如果aof-load-truncated设置为yes，则加载截断的AOF文件，Redis服务器启动发出日志以通知用户该事件。
#如果该选项设置为no，则服务将中止并显示错误并停止启动。当该选项设置为no时，用户需要在重启之前使用“redis-check-aof”实用程序修复AOF文件在进行启动。

appendonly no 
#yes开启AOF，no关闭AOF

appendfilename appendonly.aof
#指定AOF文件名，4.0无法通过config set 设置，只能通过修改配置文件设置。

dir /etc/redis
#RDB文件和AOF文件存放目录
复制代码

实践

实践操作这里使用手动执bgrewriteaof演示重写。

查看日志：

 

RDB-AOF混合持久化

简介

redis4.0相对与3.X版本其中一个比较大的变化是4.0添加了新的混合持久化方式。前面已经详细介绍了AOF持久化以及RDB持久化，这里介绍的混合持久化就是同时结合RDB持久化以及AOF持久化混合写入AOF文件。这样做的好处是可以结合 rdb 和 aof 的优点, 快速加载同时避免丢失过多的数据，缺点是 aof 里面的 rdb 部分就是压缩格式不再是 aof 格式，可读性差。

开启混合持久化

4.0版本的混合持久化默认关闭的，通过aof-use-rdb-preamble配置参数控制，yes则表示开启，no表示禁用，默认是禁用的，可通过config set修改。

混合持久化过程

了解了AOF持久化过程和RDB持久化过程以后，混合持久化过程就相对简单了。

混合持久化同样也是通过bgrewriteaof完成的，不同的是当开启混合持久化时，fork出的子进程先将共享的内存副本全量的以RDB方式写入aof文件，然后在将重写缓冲区的增量命令以AOF方式写入到文件，写入完成后通知主进程更新统计信息，并将新的含有RDB格式和AOF格式的AOF文件替换旧的的AOF文件。简单的说：新的AOF文件前半段是RDB格式的全量数据后半段是AOF格式的增量数据，如下图：

 

数据恢复

当我们开启了混合持久化时，启动redis依然优先加载aof文件，aof文件加载可能有两种情况如下：

  • aof文件开头是rdb的格式, 先加载 rdb内容再加载剩余的 aof。
  • aof文件开头不是rdb的格式，直接以aof格式加载整个文件。

实践 

 开启混合持久化，并在开启后立马执行写操作，为了证实混合持久化的后半部分AOF过程

查看日志：

此时的aof文件已经和只开启AOF持久化文件不一样了，上半部分是RDB持久化的数据，下半部分是AOF格式数据。

 

优缺点 

 RDB

优点：

  1. RDB 是一个非常紧凑（compact）的文件，体积小，因此在传输速度上比较快，因此适合灾难恢复。 

  2. RDB 可以最大化 Redis 的性能：父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。

  3. RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

缺点：

  1. RDB是一个快照过程，无法完整的保存所以数据，尤其在数据量比较大时候，一旦出现故障丢失的数据将更多。
  2. 当redis中数据集比较大时候，RDB由于RDB方式需要对数据进行完成拷贝并生成快照文件，fork的子进程会耗CPU，并且数据越大，RDB快照生成会越耗时。
  3. RDB文件是特定的格式，阅读性差，由于格式固定，可能存在不兼容情况。

AOF　

优点：

  1. 数据更完整，秒级数据丢失(取决于设置fsync策略)。
  2. 兼容性较高，由于是基于redis通讯协议而形成的命令追加方式，无论何种版本的redis都兼容，再者aof文件是明文的，可阅读性较好。

缺点：

  1. 数据文件体积较大,即使有重写机制，但是在相同的数据集情况下，AOF文件通常比RDB文件大。
  2. 相对RDB方式，AOF速度慢于RDB，并且在数据量大时候，恢复速度AOF速度也是慢于RDB。
  3. 由于频繁地将命令同步到文件中，AOF持久化对性能的影响相对RDB较大，但是对于我们来说是可以接受的。

混合持久化

优点：

  1. 混合持久化结合了RDB持久化 和 AOF 持久化的优点, 由于绝大部分都是RDB格式，加载速度快，同时结合AOF，增量的数据以AOF方式保存了，数据更少的丢失。

缺点：

  1. 兼容性差，一旦开启了混合持久化，在4.0之前版本都不识别该aof文件，同时由于前部分是RDB格式，阅读性较差

 

五、相关命令

aof文件检查

redis-check-aof /etc/redis/appendonly.aof

rdb文件检查

redis-check-rdb /etc/redis/dump.rdb

查看持久化信息

info Persistence

查看状态信息

info stats

 

posted @ 2020-01-08 16:47  wdmiye  阅读(221)  评论(0)  编辑  收藏  举报