Redis持久化

Redis持久化

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Redis支持RDB和AOF两种持久化机制,持久化功能有效地避免因进程退出造成的数据丢失问题,当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复,理解掌握持久化机制对于Redis运维非常重要

RDB持久化

RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程,触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发

触发机制

手动触发分别对应save和bgsave命令
·save命令:阻塞当前Redis服务器,直到RDB过程完成为止,对于内存比较大的实例会造成长时间阻塞,线上环境不建议使用
·bgsave命令: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

自动触发RDB的持久

1)使用save相关配置,如“save m n”,表示m秒内数据集存在n次修改 时,自动触发bgsave
2)如果从节点执行全量复制操作,主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点
3)执行debug reload命令重新加载Redis时,也会自动触发save操作
4)默认情况下执行shutdown命令时,如果没有开启AOF持久化功能则 自动执行bgsave

bgsave是主流的触发RDB持久化方式
redis1.png
1)执行bgsave命令,Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进 程,如RDB/AOF子进程,如果存在bgsave命令直接返回
2)父进程执行fork操作创建子进程,fork操作过程中父进程会阻塞,通 过info stats命令查看latest_fork_usec选项,可以获取最近一个fork操作的耗时,单位为微秒
3)父进程fork完成后,bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程,可以继续响应其他命令
4)子进程创建RDB文件,根据父进程内存生成临时快照文件,完成后 对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的 时间,对应info统计的rdb_last_save_time选项
5)进程发送信号给父进程表示完成,父进程更新统计信息,具体见 info Persistence下的rdb_*相关选项

RDB文件的处理
保存:RDB文件保存在dir配置指定的目录下,文件名通过dbfilename配 置指定。可以通过执行config set dir
和config set dbfilename运行期动态执行,当下次运行时RDB文件会保存到新目录

RDB的优缺点

RDB的优点:
·RDB是一个紧凑压缩的二进制文件,代表Redis在某个时间点上的数据 快照。非常适用于备份,全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份, 并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中(如hdfs),用于灾难恢复
·Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式
RDB的缺点:
·RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化,因为bgsave每次运 行都要执行fork操作创建子进程,属于重量级操作,频繁执行成本过高
·RDB文件使用特定二进制格式保存,Redis版本演进过程中有多个格式 的RDB版本,存在老版本Redis服务无法兼容新版RDB格式的问题
针对RDB不适合实时持久化的问题,Redis提供了AOF持久化方式来解决

AOF持久化

AOF(append only file)持久化:以独立日志的方式记录每次写命令,重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的,AOF的主要作用 是解决了数据持久化的实时性,目前已经是Redis持久化的主流方式

使用AOF

开启AOF功能需要设置配置:appendonly yes,默认不开启,AOF文件名 通过appendfilename配置设置,默认文件名是appendonly.aof,保存路径同 RDB持久化方式一致,通过dir配置指定,AOF的工作流程操作:命令写入 (append)、文件同步(sync)、文件重写(rewrite)、重启加载 (load)
redis2.png
1)所有的写入命令会追加到aof_buf(缓冲区)中
2)AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作
AOF为什么把命令追加到aof_buf中?Redis使用单线程响应命令,如 果每次写AOF文件命令都直接追加到硬盘,那么性能完全取决于当前硬盘负 载。先写入缓冲区aof_buf中,还有另一个好处,Redis可以提供多种缓冲区同步硬盘的策略,在性能和安全性方面做出平衡
3)随着AOF文件越来越大,需要定期对AOF文件进行重写,达到压缩的目的

重写后的AOF文件为什么可以变小?有如下原因:

1)进程内已经超时的数据不再写入文件
2)旧的AOF文件含有无效命令,如del key1、hdel key2、srem keys、set a111、set a222等,重写使用进程内数据直接生成,这样新的AOF文件只保
留最终数据的写入命令
3)多条写命令可以合并为一个,如:lpush list a、lpush list b、lpush list c可以转化为:lpush list a b c,为了防止单条命令过大造成客户端缓冲区溢 出,对于list、set、hash、zset等类型操作,以64个元素为界拆分为多条
AOF重写降低了文件占用空间,除此之外,另一个目的是:更小的AOF 文件可以更快地被Redis加载
AOF重写过程可以手动触发和自动触发:
·手动触发:直接调用bgrewriteaof命令
·自动触发:根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机
·auto-aof-rewrite-min-size:表示运行AOF重写时文件最小体积,默认 为64MB
·auto-aof-rewrite-percentage:代表当前AOF文件空间 (aof_current_size)和上一次重写后AOF文件空间(aof_base_size)的比值
自动触发时机=aof_current_size>auto-aof-rewrite-minsize&&(aof_current_size-aof_base_size)/aof_base_size>=auto-aof-rewritepercentage
其中aof_current_size和aof_base_size可以在info Persistence统计信息中查看
redis3.png

当Redis服务器重启时,可以加载AOF文件进行数据恢复

redis4.png
流程说明:
1)AOF持久化开启且存在AOF文件时,优先加载AOF文件,打印如下日志:

  • DB loaded from append only file: 5.841 seconds
    2)AOF关闭或者AOF文件不存在时,加载RDB文件,打印如下日志:
  • DB loaded from disk: 5.586 seconds
    3)加载AOF/RDB文件成功后,Redis启动成功
    4)AOF/RDB文件存在错误时,Redis启动失败并打印错误信息