1. 首页
  2. >
  3. 数据库技术
  4. >
  5. Redis

围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化

围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


Redis 是一个开源( BSD 许可)的,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。它支持的数据类型很丰富,如字符串、链表、集 合、以及散列等,并且还支持多种排序功能。

什么叫持久化?

用一句话可以将持久化概括为:将数据(如内存中的对象)保存到可永久保存的存储设备中。持久化的主要应用是将内存中的对象存储在数据库中,或者存储在磁盘文件中、 XML 数据文件中等等。

从应用层与系统层理解持久化

同时,也可以从应用层和系统层这两个层面来理解持久化:

应用层:如果关闭( Close )你的应用然后重新启动则先前的数据依然存在。

系统层:如果关闭( Shutdown )你的系统(电脑)然后重新启动则先前的数据依然存在。

Redis 为什么要持久化?

Redis 中的数据类型都支持 push/pop、add/remove 及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上,Redis 支持各种不同方式的排序。与 Memcached 一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。

对,数据都是缓存在内存中的,当你重启系统或者关闭系统后,缓存在内存中的数据都会消失殆尽,再也找不回来了。所以,为了让数据能够长期保存,就要将 Redis 放在缓存中的数据做持久化存储。

Redis 怎么实现持久化?

在设计之初,Redis 就已经考虑到了这个问题。官方提供了多种不同级别的数据持久化的方式:

1、RDB持久化方式能够在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。

2、AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大。

3、如果你只希望你的数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化方式。

4、你也可以同时开启两种持久化方式, 在这种情况下, 当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。

如果你不知道该选择哪一个级别的持久化方式,那我们就先来了解一下 AOF 方式和 RDB 方式有什么样的区别,并且它们各自有何优劣,学习完之后,再来考虑该选择哪一种级别。


围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


RDB 方式与 AOF 方式的优势对比

首先我们来看一看官方对于两种方式的优点描述,并做个对比,然后再看一看两种方式的缺点描述。

RDB 方式的优点
  • RDB 是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点的数据集,非常适用于数据集的备份,比如你可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题你也可以根据需求恢复到不同版本的数据集。
  • RDB 是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心,非常适用于灾难恢复。
  • RDB 在保存 RDB 文件时父进程唯一需要做的就是 fork 出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做,父进程不需要再做其他 IO 操作,所以 RDB 持久化方式可以最大化 Redis 的性能。
  • 与AOF相比,在恢复大的数据集的时候,RDB 方式会更快一些。


围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


当 Redis 需要保存 dump.rdb 文件时, 服务器执行以下操作:

  • Redis 调用forks. 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 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。

这种工作方式使得 Redis 可以从写时复制(copy-on-write)机制中获益。

AOF 方式的优点


围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


使用AOF 会让你的Redis更加耐久:

  • 你可以使用不同的 fsync 策略:无 fsync、每秒 fsync 、每次写的时候 fsync .使用默认的每秒 fsync 策略, Redis 的性能依然很好( fsync 是由后台线程进行处理的,主线程会尽力处理客户端请求),一旦出现故障,你最多丢失1秒的数据。
  • AOF文件是一个只进行追加的日志文件,所以不需要写入seek,即使由于某些原因(磁盘空间已满,写的过程中宕机等等)未执行完整的写入命令,你也也可使用redis-check-aof工具修复这些问题。
  • 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。
优点对比总结

RDB 方式可以保存过去一段时间内的数据,并且保存结果是一个单一的文件,可以将文件备份到其他服务器,并且在回复大量数据的时候,RDB 方式的速度会比 AOF 方式的回复速度要快。

AOF 方式默认每秒钟备份1次,频率很高,它的操作方式是以追加的方式记录日志而不是数据,并且它的重写过程是按顺序进行追加,所以它的文件内容非常容易读懂。可以在某些需要的时候打开 AOF 文件对其编辑,增加或删除某些记录,最后再执行恢复操作。

RDB 方式与 AOF 方式的缺点对比

RDB 方式的缺点
  • 如果你希望在 Redis 意外停止工作(例如电源中断)的情况下丢失的数据最少的话,那么 RDB 不适合你.虽然你可以配置不同的save时间点(例如每隔 5 分钟并且对数据集有 100 个写的操作),是 Redis 要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,你通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在 Redis 意外宕机,你可能会丢失几分钟的数据。
  • RDB 需要经常 fork 子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候, fork 的过程是非常耗时的,可能会导致 Redis 在一些毫秒级内不能响应客户端的请求。如果数据集巨大并且 CPU 性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒, AOF 也需要 fork ,但是你可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度。
AOF 方式的缺点
  • 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)。
缺点对比总结

RDB 由于备份频率不高,所以在回复数据的时候有可能丢失一小段时间的数据,而且在数据集比较大的时候有可能对毫秒级的请求产生影响。

AOF 的文件提及比较大,而且由于保存频率很高,所以整体的速度会比 RDB 慢一些,但是性能依旧很高。

工作原理

围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


围观,阿里P7大佬超详细揭秘 Redis 持久化


AOF 重写和 RDB 创建快照一样,都巧妙地利用了写时复制机制:

  • Redis 执行 fork() ,现在同时拥有父进程和子进程。
  • 子进程开始将新 AOF 文件的内容写入到临时文件。
  • 对于所有新执行的写入命令,父进程一边将它们累积到一个内存缓存中,一边将这些改动追加到现有 AOF 文件的末尾,这样样即使在重写的中途发生停机,现有的 AOF 文件也还是安全的。
  • 当子进程完成重写工作时,它给父进程发送一个信号,父进程在接收到信号之后,将内存缓存中的所有数据追加到新 AOF 文件的末尾。
  • 现在 Redis 原子地用新文件替换旧文件,之后所有命令都会直接追加到新 AOF 文件的末尾。