Redis持久化

半世苍凉 提交于 2020-09-28 12:02:43

今天主要聊聊Redis持久化的问题

废话不多说直接开始


概述

Redis的高性能是由于其将所有数据都存储在了内存中,为了使Redis在重启之后仍能保证数据不丢失,需要将数据从内存中同步到硬盘中,这一过程就是持久化。 Redis支持两种方式的持久化,一种是RDB方式,一种是AOF方式。可以单独使用其中一种或将二者结合使用。

下面针对这两种方式来介绍一下。由浅入深。

  • 持久化流程

既然redis的数据可以保存在磁盘上,那么这个流程是什么样的呢?

要有下面五个过程:

(1)客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)。

(2)数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)。

(3)服务端调用write这个系统调用,将数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)。

(4)操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)。

(5)磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。

这5个过程是在理想条件下一个正常的保存流程,但是在大多数情况下,我们的机器等等都会有各种各样的故障,这里划分了两种情况:

(1)Redis数据库发生故障,只要在上面的第三步执行完毕,那么就可以持久化保存,剩下的两步由操作系统替我们完成。

(2)操作系统发生故障,必须上面5步都完成才可以。

在这里只考虑了保存的过程可能发生的故障,其实保存的数据也有可能发生损坏,需要一定的恢复机制,不过在这里就不再延伸了。现在主要考虑的是redis如何来实现上面5个保存磁盘的步骤。它提供了两种策略机制,也就是RDB和AOF。

1、RDB持久化(默认支持,无需配置)该机制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。
2、AOF持久化该机制将以日志的形式记录服务器所处理的每一个写操作,在Redis服务器启动之初会读取该文件来重新构建数据库,以保证启动后数据库中的数据是完整的。
3、无持久化,我们可以通过配置的方式禁用Redis服务器的持久化功能,这样我们就可以将Redis视为一个功能加强版的memcached了。
4、redis可以同时使用RDB和AOF

RDB

机制

RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢,你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。

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。也是默认的持久化方式,这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。

优势

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(分叉)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。

劣势

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

既然RDB机制是通过把某个时刻的所有数据生成一个快照来保存,那么就应该有一种触发机制,是实现这个过程。对于RDB来说,提供了三种机制: save、bgsave、自动化。我们分别来看一下

1、save触发方式

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。我们的客户端可能都是几万或者是几十万,这种方式显然不可取。

2、bgsave触发方式

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。

3、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:

①save: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:

#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。

②stop-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

③rdbcompression;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。

④rdbchecksum :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。

⑤dbfilename :设置快照的文件名,默认是 dump.rdb

⑥dir: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。

我们可以修改这些配置来实现我们想要的效果。因为第三种方式是配置的,所以我们对前两种进行一个对比:

bgsave

AOF

机制

每当有一个写命令过来时,就直接保存在我们的AOF文件中。

优势

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。

劣势

1、对于相同数量的数据集而言,AOF文件通常要大于RDB文件
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。

触发机制

AOF也有三种触发机制 分别是

always    #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件
everysec  #每秒钟同步一次,该策略为AOF的缺省策略
no       #从不同步。高效但是数据不会被持久化

1

always当然很消耗IO资源,no又是不可控的,所以everysec是不错的选择

RDB和AOF到底该如何选择

(要什么选择,全都要!!!)

选择的话,两者加一起才更好。因为两个持久化机制你明白了,剩下的就是看自己的需求了,需求不同选择的也不一定,但是通常都是结合使用。

有一张图可供总结:

AOF&RDB对比

对比了这几个特性,剩下的就是看自己了。

最后附带conf配置详情:方便自行修改配置

Redis 支持很多的参数,但都有默认值。

conf参数

conf2

conf3

有了这个参数大全 不管是Windows还是Linux 都可以根据实际情况修改


本篇完结!

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