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Redis持久化操作

5年前 (2019-09-04)Redis430

Redis持久化


持久化:就是将内存中的数据,写入到磁盘上,做永久保存。


RDB 持久化介绍


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)。


RDB持久化优点:


1、RDB是一种表示某个即时点的Redis数据的紧凑文件。RDB文件适合用于备份。例如,你可能想要每小时归档最近24小时的RDB文件,每天保存近30天的RDB快照。这允许你很容易的恢复不同版本的数据集以容灾。


2、RDB非常适合于灾难恢复,作为一个紧凑的单一文件,可以被传输到远程的数据中心。


3、RDB最大化了Redis的性能,因为Redis父进程持久化时唯一需要做的是启动(fork)一个子进程,由子进程完成所有剩余工作。父进程实例不需要执行像磁盘IO这样的操作。


4、RDB在重启保存了大数据集的实例时比AOF要快。


RDB持久化缺点


1、当你需要在Redis停止工作(例如停电)时最小化数据丢失,RDB可能不太好。你可以配置不同的保存点(save point)来保存RDB文件(例如,至少5分钟和对数据集100次写之后,但是你可以有多个保存点)。然而,你通常每隔5分钟或更久创建一个RDB快照,所以一旦Redis因为任何原因没有正确关闭而停止工作,你就得做好最近几分钟数据丢失的准备了。


2、RDB需要经常调用fork()子进程来持久化到磁盘。如果数据集很大的话,fork()比较耗时,结果就是,当数据集非常大并且CPU性能不够强大的话,Redis会停止服务客户端几毫秒甚至一秒。AOF也需要fork(),但是你可以调整多久频率重写日志而不会有损(trade-off)持久性(durability)。


RDB持久化优缺点总结


优点:速度快,适合于用作备份,主从复制也是基于RDB持久化功能实现的。

缺点:会有数据丢失、导致服务停止几秒


RDB持久化核心配置参数

[root@db01 redis]# vim /etc/redis/6379/redis.conf

#持久化数据文件存储位置
dir /etc/redis/6379

#rdb持久化数据文件名
dbfilename dump.rdb

#900秒(15分钟)内有1个更改
save 900 1

#300秒(5分钟)内有10个更改
save 300 10

#60秒(1分钟)内有10000个更改
save 60 10000



AOF 持久化介绍


AOF(append only file)只追加文件,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。


AOF持久化优点:



1、使用AOF Redis会更具有可持久性(durable):你可以有很多不同的fsync策略:没有fsync,每秒fsync,每次请求时fsync。使用默认的每秒fsync策略,写性能也仍然很不错(fsync是由后台线程完成的,主线程继续努力地执行写请求),即便你也就仅仅只损失一秒钟的写数据。


2、AOF日志是一个追加文件,所以不需要定位,在断电时也没有损坏问题。即使由于某种原因文件末尾是一个写到一半的命令(磁盘满或者其他原因),redis-check-aof工具也可以很轻易的修复。


3、当AOF文件变得很大时,Redis会自动在后台进行重写。重写是绝对安全的,因为Redis继续往旧的文件中追加,使用创建当前数据集所需的最小操作集合来创建一个全新的文件,一旦第二个文件创建完毕,Redis就会切换这两个文件,并开始往新文件追加。


4、AOF文件里面包含一个接一个的操作,以易于理解和解析的格式存储。你也可以轻易的导出一个AOF文件。例如,即使你不小心错误地使用FLUSHALL命令清空一切,如果此时并没有执行重写,你仍然可以保存你的数据集,你只要停止服务器,删除最后一条命令,然后重启Redis就可以。


AOF持久化缺点:


1、对同样的数据集,AOF文件通常要大于等价的RDB文件。


2、AOF可能比RDB慢,这取决于准确的fsync策略。通常fsync设置为每秒一次的话性能仍然很高,如果关闭fsync,即使在很高的负载下也和RDB一样的快。不过,即使在很大的写负载情况下,RDB还是能提供能好的最大延迟保证。


3、在过去,我们经历了一些针对特殊命令(例如,像BRPOPLPUSH这样的阻塞命令)的罕见bug,导致在数据加载时无法恢复到保存时的样子。这些bug很罕见,自动随机创造复杂的数据集,然后加载它们以检查一切是否正常,但是,这类bug几乎不可能出现在RDB持久化中。为了说得更清楚一点:Redis AOF是通过递增地更新一个已经存在的状态,像MySQL或者MongoDB一样,而RDB快照是一次又一次地从头开始创造一切,概念上更健壮。但是,1:要注意Redis每次重写AOF时都是以当前数据集中的真实数据从头开始,相对于一直追加的AOF文件(或者一次重写读取老的AOF文件而不是读内存中的数据)对bug的免疫力更强。2:我们还没有收到一份用户在真实世界中检测到崩溃的报告。


AOF持久化优缺点:


优点:可以最大程度保证数据不丢失

缺点:日志记录量级比较大


AOF持久化核心配置参数


[root@db01 redis]# vim /etc/redis/6379/redis.conf

#是否打开AOF日志功能
appendonly yes/no

#每一条命令都立即同步到AOF
appendfsync always

#每秒写一次
appendfsync everysec

#写入工作交给操作系统,由操作系统判断缓冲区大小,统一写入到AOF
appendfsync no


RDB 和 AOF ,应该用哪一个

1、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。


2、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。


3、有很多用户单独使用AOF,但并不鼓励这样,因为时常进行RDB快照非常方便于数据库备份,启动速度也较之快,还避免了AOF引擎的bug。


4、在企业中,通常都使用RDB来做持久化,因为一般redis是在做MySQL的缓存,就算缓存数据丢失,真实的数据还是在MySQL中,之所以用缓存是为了速度,性能而考虑,所以还是建议使用RDB持久化,相对来说会好一些,除非专门用redis来做一个key:value的数据库,而且数据很重要,那么可以考虑使用AOF


注意:基于这些原因,将来可能会统一AOF和RDB为一种单一的持久化模型(长远计划)。


RDB快照的工作方式


1、默认情况下,Redis保存数据集快照到磁盘,名为dump.rdb的二进制文件。你可以设置让Redis在N秒内至少有M次数据集改动时保存数据集,或者你也可以手动调用SAVE或者BGSAVE命令。


2、在上文中已经在配置文件中做过对应的配置:

例如,这个配置会让Redis在每个60秒内至少有1000次键改动时自动转储数据集到磁盘:

save 60 1000


3、当 Redis 需要保存 dump.rdb 文件时,服务器执行以下操作:

Redis 调用 fork() ,同时拥有父进程和子进程。

子进程将数据集写入到一个临时的 RDB 文件中。当子进程完成对新 RDB 文件的写入时, Redis 用新RDB 文件替换原来的 RDB 文件,并删除旧的 RDB 文件。


4、这种方式使得 Redis 可以从写时复制机制中获益。


AOF重写功能介绍


1、因为 AOF 的运作方式是不断地将命令追加到文件的末尾,所以随着写入命令的不断增加, AOF 文件的体积也变得越来越大。举个例子,如果你对一个计数器调用了 100 次 INCR ,那么仅仅是为了保存这个计数器的当前值, AOF 文件就需要使用 100 条记录。然而在实际上,只使用一条 SET 命令已经足以保存计数器的当前值了,其余 99 条记录实际上都是多余的。


2、为了处理这种情况, Redis 支持一种有趣的特性:可以在不断服务客户端的情况下,对 AOF 文件进行重建。执行 BGREWRITEAOF 命令, Redis 将生产一个新的 AOF 文件,这个文件包含重建当前数据集所需的最少命令。


AOF持久性


你可以配置 Redis 多久才将数据 fsync 到磁盘一次。


1、每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync :非常慢,也非常安全。


2、每秒 fsync 一次:足够快(和使用 RDB 持久化差不多,)并且在故障时只会丢失1秒钟的数据。


3、从不 fsync :将数据交给操作系统来处理。更快,也更不安全的选择。

推荐(并且也是默认)的措施为每秒 fsync 一次,这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。


ps:总是 fsync 的策略在实际使用中非常慢,即使在 Redis2.0 对相关的程序进行了改进之后仍是如此。频繁调用 fsync 注定了这种策略不可能快得起来。


###如果 AOF 文件出错了

服务器可能在程序正在对AOF文件进行写入时停机,如果停机造成了AOF文件出错,那么 Redis 在重启时会拒绝载入这个 AOF 文件,从而确保数据的一致性不会被破坏。


###当发生 AOF 文件出错时,可以用以下方法来修复出错的 AOF 文件:

1、为现有的 AOF 文件创建一个备份。


2、使用 Redis 附带的 redis-check-aof 程序,对原来的AOF 文件进行修复。redis-check-aof --fix


3、使用 diff -u 对比修复后的 AOF 文件和原始 AOF 文件的备份,查看两个文件之间的不同之处。


4、重启 Redis 服务器,等待服务器载入修复后的 AOF 文件,并进行数据恢复。



RDB 和 AOF 之间的相互作用

1、在版本号大于等于 2.4 的 Redis 中, BGSAVE 执行的过程中,不可以执行 BGRWRITEAOF 。 反过来说,在 BGRWRITEAOF 执行的过程中,也不可以执行 BGSAVE 。


2、这可以防止两个 Redis 后台进程同时对磁盘进行大量的 I/O 操作。如果 BGSAVE 正在执行,并且用户显示地调用 BGRWRITEAOF 命令,那么服务器将向用户回复一个 OK 状态,并告知用户, BGRWRITEAOF 已经被预定执行; 一旦 BGSAVE 执行完毕, BGRWRITEAOF 就会正式开始。


3、当 Redis 启动时,如果 RDB 持久化和 AOF 持久化都被打开了,那么程序会优先使用 AOF 文件来恢复数据集,因为 AOF 文件所保存的数据通常是最完整的。


备份 Redis 数据

1、Redis 对于数据备份是非常友好的,因为你可以在服务器运行的时候对 RDB 文件进行复制: RDB 文件一旦被创建,就不会进行任何修改。


2、当服务器要创建一个新的 RDB 文件时,它先将文件的内容保存在一个临时文件里面,当临时文件写入完毕时,程序才使用临时文件替换原来的 RDB 文件。


3、这也就是说,无论何时, 复制 RDB 文件都是绝对安全的。


建议:

1、创建一个定期任务(cron job), 每小时将一个 RDB 文件备份到一个文件夹, 并且每天将一个 RDB 文件备份到另一个文件夹。


2、确保快照的备份都带有相应的日期和时间信息, 每次执行定期任务脚本时, 使用 find 命令来删除过期的快照: 比如说, 你可以保留最近 48 小时内的每小时快照, 还可以保留最近一两个月的每日快照。


3、至少每天一次, 将 RDB 备份到你的数据中心之外, 或者至少是备份到你运行 Redis 服务器的物理机器之外。


RDB持久化高级配置


配置文件

[root@db01 redis]# vim /etc/redis/6379/redis.conf

#后台备份进程出错时,主进程停不停止写入? 主进程不停止容易造成数据不一致
stop-writes-on-bgsave-error yes

#导出的rdb文件是否压缩 如果rdb的大小很大的话建议这么做
rdbcompression yes 

#导入rbd恢复时数据时,要不要检验rdb的完整性 验证版本是不是一致
rdbchecksum yes


AOF持久化高级配置


配置文件

[root@db01 redis]# vim /etc/redis/6379/redis.conf

#正在导出rdb快照的过程中,要不要停止同步aof
no-appendfsync-on-rewrite yes/no

#aof文件大小比起上次重写时的大小,增长率100%时重写,缺点:业务开始的时候,会重复重写多次
auto-aof-rewrite-percentage 100

#aof文件,至少超过64M时,重写
auto-aof-rewrite-min-size 64mb


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