Redis 持久化

Redis 提供了多种不同级别的持久化方式:

  • RDB 持久化可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照(point-in-time snapshot)。
  • AOF 持久化记录服务器执行的所有写操作命令,并在服务器启动时,通过重新执行这些命令来还原数据集。 AOF 文件中的命令全部以 Redis 协议的格式来保存,新命令会被追加到文件的末尾。 Redis 还可以在后台对 AOF 文件进行重写(rewrite),使得 AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小。
  • Redis 还可以同时使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在这种情况下, 当 Redis 重启时, 它会优先使用 AOF 文件来还原数据集, 因为 AOF 文件保存的数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。
  • 你甚至可以关闭持久化功能,让数据只在服务器运行时存在。
    了解 RDB 持久化和 AOF 持久化之间的异同是非常重要的, 以下几个小节将详细地介绍这这两种持久化功能, 并对它们的相同和不同之处进行说明。

RDB 的优点

  • RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件,它保存了 Redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份: 比如说,你可以在最近的 24 小时内,每小时备份一次 RDB 文件,并且在每个月的每一天,也备份一个 RDB 文件。 这样的话,即使遇上问题,也可以随时将数据集还原到不同的版本。
  • RDB 非常适用于灾难恢复(disaster recovery):它只有一个文件,并且内容都非常紧凑,可以(在加密后)将它传送到别的数据中心,或者亚马逊 S3 中。
  • 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。
  • RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

RDB 的缺点

  • 如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据,那么 RDB 不适合你。 虽然 Redis 允许你设置不同的保存点(save point)来控制保存 RDB 文件的频率, 但是, 因为RDB 文件需要保存整个数据集的状态, 所以它并不是一个轻松的操作。 因此你可能会至少 5 分钟才保存一次 RDB 文件。 在这种情况下, 一旦发生故障停机, 你就可能会丢失好几分钟的数据。
  • 每次保存 RDB 的时候,Redis 都要 fork() 出一个子进程,并由子进程来进行实际的持久化工作。 在数据集比较庞大时, fork() 可能会非常耗时,造成服务器在某某毫秒内停止处理客户端; 如果数据集非常巨大,并且 CPU 时间非常紧张的话,那么这种停止时间甚至可能会长达整整一秒。 虽然 AOF 重写也需要进行 fork() ,但无论 AOF 重写的执行间隔有多长,数据的耐久性都不会有任何损失。

AOF 的优点

使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久(much more durable):你可以设置不同的 fsync 策略,比如无 fsync ,每秒钟一次 fsync ,或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次,在这种配置下,Redis 仍然可以保持良好的性能,并且就算发生故障停机,也最多只会丢失一秒钟的数据( fsync 会在后台线程执行,所以主线程可以继续努力地处理命令请求)。

  • AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件(append only log), 因此对 AOF 文件的写入不需要进行 seek , 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令(比如写入时磁盘已满,写入中途停机,等等), redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
  • Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时,自动地在后台对 AOF 进行重写: 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的,因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中,会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面,即使重写过程中发生停机,现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕,Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件,并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
  • AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作, 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存, 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂, 对文件进行分析(parse)也很轻松。 导出(export) AOF 文件也非常简单: 举个例子, 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令, 但只要 AOF 文件未被重写, 那么只要停止服务器, 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令, 并重启 Redis , 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

AOF 的缺点

  • 对于相同的数据集来说,AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。
  • 根据所使用的 fsync 策略,AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下, 每秒 fsync 的性能依然非常高, 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快, 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时,RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间(latency)。
  • AOF 在过去曾经发生过这样的 bug : 因为个别命令的原因,导致 AOF 文件在重新载入时,无法将数据集恢复成保存时的原样。 (举个例子,阻塞命令 BRPOPLPUSH source destination timeout 就曾经引起过这样的 bug 。) 测试套件里为这种情况添加了测试: 它们会自动生成随机的、复杂的数据集, 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见, 但是对比来说, RDB 几乎是不可能出现这种 bug 的。

RDB 和 AOF ,我应该用哪一个?

一般来说, 如果想达到足以媲美 PostgreSQL 的数据安全性, 你应该同时使用两种持久化功能。

如果你非常关心你的数据, 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失, 那么你可以只使用 RDB 持久化。

有很多用户都只使用 AOF 持久化, 但我们并不推荐这种方式: 因为定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快, 除此之外, 使用 RDB 还可以避免之前提到的 AOF 程序的 bug 。

RDB 快照

  • 在默认情况下, Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb 的二进制文件中。
    # RDB文件名,默认为dump.rdb。
    dbfilename dump.rdb
     
    # 文件存放的目录,AOF文件同样存放在此目录下。默认为当前工作目录。
    dir ./
  • 你可以对 Redis 进行设置, 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时, 自动保存一次数据集。
  • 你也可以通过调用 SAVE 或者 BGSAVE , 手动让 Redis 进行数据集保存操作。(以下为PHP示例操作redis)
<?php
  $redis = new Redis();
  $redis->connect('127.0.0.1');
  $redis->auth(123456);
  
  $redis->set('a','111');
  $redis->set('b','222');
  
  //$redis->save();//使用同步的方式生成RDB快照文件,这意味着在这个过程中会阻塞所有其他客户端的请求。因此不建议在生产环境使用这个命令,除非因为某种原因需要去阻止Redis使用子进程进行后台生成快照
  $redis->bgsave();//使用后台的方式保存RDB文件,调用此命令后,会立刻返回OK返回码。Redis会产生一个子进程进行处理并立刻恢复对客户端的服务。在客户端我们可以使用LASTSAVE命令查看操作是否成功。
  $redis->lastSave();// 命令返回最近一次 Redis 成功将数据保存到磁盘上的时间,以 UNIX 时间戳格式表示。
  $redis->bgrewriteaof();//手动执行AOF
  //kill掉redis服务在启动尝试获取数据
  echo $redis->get('a'),'<hr>';
  echo $redis->get('b'),'<hr>';
  


?>
  • 比如说, 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时, 自动保存一次数据集:
   save 60 1000
  • 你可以配置保存点,使Redis如果在每N秒后数据发生了M次改变就保存快照文件。例如下面这个保存点配置表示每60秒,如果数据发生了1000次以上的变动,Redis就会自动保存快照文件:
      # 格式为:save <seconds> <changes>
      # 可以设置多个。
      save 900 1 #900秒后至少1个key有变动
      save 300 10 #300秒后至少10个key有变动
      save 60 10000 #60秒后至少10000个key有变动
  • 如果想禁用快照保存的功能,可以通过注释掉所有"save"配置达到,或者在最后一条"save"配置后添加如下的配置:
   save ""   #配置文件里禁用了快照生成功能不影响SAVE和BGSAVE命令的效果。
  • 默认情况下,如果Redis在后台生成快照的时候失败,那么就会停止接收数据,目的是让用户能知道数据没有持久化成功。但是如果你有其他的方式可以监控到Redis及其持久化的状态,那么可以把这个功能禁止掉。
  stop-writes-on-bgsave-error yes
  • 默认Redis会采用LZF对数据进行压缩。如果你想节省点CPU的性能,你可以把压缩功能禁用掉,但是数据集就会比没压缩的时候要打。
  rdbcompression yes
  • 从版本5的RDB的开始,一个CRC64的校验码会放在文件的末尾。这样更能保证文件的完整性,但是在保存或者加载文件时会损失一定的性能(大概10%)。如果想追求更高的性能,可以把它禁用掉,这样文件在写入校验码时会用0替代,加载的时候看到0就会直接跳过校验
  rdbchecksum yes

AOF

  • 快照并不是很可靠。如果服务器突然Crash了,那么最新的数据就会丢失。而AOF文件则提供了一种更为可靠的持久化方式。每当Redis接受到会修改数据集的命令时,就会把命令追加到AOF文件里,当你重启Redis时,AOF里的命令会被重新执行一次,重建数据。
  • 比RDB可靠。你可以制定不同的fsync策略:不进行fsync、每秒fsync一次和每次查询进行fsync。默认是每秒fsync一次。这意味着你最多丢失一秒钟的数据。
  • AOF日志文件是一个纯追加的文件。就算服务器突然Crash,也不会出现日志的定位或者损坏问题。甚至如果因为某些原因(例如磁盘满了)命令只写了一半到日志文件里,我们也可以用redis-check-aof这个工具很简单的进行修复。
  • 当AOF文件太大时,Redis会自动在后台进行重写。重写很安全,因为重写是在一个新的文件上进行,同时Redis会继续往旧的文件追加数据。新文件上会写入能重建当前数据集的最小操作命令的集合。当新文件重写完,Redis会把新旧文件进行切换,然后开始把数据写到新文件上。
  • AOF把操作命令以简单易懂的格式一条接一条的保存在文件里,很容易导出来用于恢复数据。例如我们不小心用FLUSHALL命令把所有数据刷掉了,只要文件没有被重写,我们可以把服务停掉,把最后那条命令删掉,然后重启服务,这样就能把被刷掉的数据恢复回来。
  • 在相同的数据集下,AOF文件的大小一般会比RDB文件大。
  • 在某些fsync策略下,AOF的速度会比RDB慢。通常fsync设置为每秒一次就能获得比较高的性能,而在禁止fsync的情况下速度可以达到RDB的水平。
  • 在过去曾经发现一些很罕见的BUG导致使用AOF重建的数据跟原数据不一致的问题。
  • 启用AOF,把配置项appendonly设为yes:
   #开启
   appendonly yes


   #文件路径和名称
   # 文件存放目录,与RDB共用。默认为当前工作目录。
   dir ./
    
   # 默认文件名为appendonly.aof
   appendfilename "appendonly.aof"


   #推荐使用每秒fsync一次的方式(默认的方式),因为它速度快,安全性也不错。相关配置如下:
   # appendfsync always
   appendfsync everysec
   # appendfsync no

   #我们可以通过配置设置日志重写的条件:
   #在日志重写时,不进行命令追加操作,而只是将其放在缓冲区里,避免与命令的追加造成DISK IO上的冲突。
   #设置为yes表示rewrite期间对新写操作不fsync,暂时存在内存中,等rewrite完成后再写入,默认为no,建议yes
   no-appendfsync-on-rewrite yes
    
   # Redis会记住自从上一次重写后AOF文件的大小(如果自Redis启动后还没重写过,则记住启动时使用的AOF文件的大小)。
   # 如果当前的文件大小比起记住的那个大小超过指定的百分比,则会触发重写。
   # 同时需要设置一个文件大小最小值,只有大于这个值文件才会重写,以防文件很小,但是已经达到百分比的情况。
    
   auto-aof-rewrite-percentage 100
   auto-aof-rewrite-min-size 64mb

   #要禁用自动的日志重写功能,我们可以把百分比设置为0:
   auto-aof-rewrite-percentage 0


   #使用redis-check-aof命令修复原始的AOF文件:
    redis-check-aof --fix 

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Last modification:June 7th, 2021 at 04:04 pm
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