什么是RDB和AOF

Posted 2021-11-07

面试总结

RDB：Redis DataBase，在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写⼊磁盘，实际操作过程是fork⼀ 个⼦进程，先将数据集写⼊临时⽂件，写⼊成功后，再替换之前的⽂件，⽤⼆进制压缩存储。
优点： 1. 整个Redis数据库将只包含⼀个⽂件 dump.rdb，⽅便持久化。
2. 容灾性好，⽅便备份。
3. 性能最⼤化，fork ⼦进程来完成写操作，让主进程继续处理命令，所以是 IO 最⼤化。使⽤单独⼦ 进程来进⾏持久化，主进程不会进⾏任何 IO 操作，保证了 redis 的⾼性能
4. 相对于数据集⼤时，⽐ AOF 的启动效率更⾼。
缺点： 1. 数据安全性低。RDB 是间隔⼀段时间进⾏持久化，如果持久化之间 redis 发⽣故障，会发⽣数据丢 失。所以这种⽅式更适合数据要求不严谨的时候)
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。
AOF：Append Only File，以⽇志的形式记录服务器所处理的每⼀个写、删除操作，查询操作不会记 录，以⽂本的⽅式记录，可以打开⽂件看到详细的操作记录
优点： 1. 数据安全，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。
2. 通过 append 模式写⽂件，即使中途服务器宕机也不会破坏已经存在的内容，可以通过 redis- check-aof ⼯具解决数据⼀致性问题。 3. AOF 机制的 rewrite 模式。定期对AOF⽂件进⾏重写，以达到压缩的⽬的
缺点： 1. AOF ⽂件⽐ RDB ⽂件⼤，且恢复速度慢。
2. 数据集⼤的时候，⽐ rdb 启动效率低。
3. 运⾏效率没有RDB⾼。
AOF⽂件⽐RDB更新频率⾼，优先使⽤AOF还原数据，AOF⽐RDB更安全也更⼤，RDB性能⽐AOF好， 如果两个都配了优先加载AOF。

Redis持久化

目录

• 一 持久化的作用
  • 1.1 什么是持久化
  • 1.2 持久化的实现方式
• 二 RDB
  • 2.1 什么是RDB
  • 2.2 触发机制-主要三种方式
  • 2.3 触发机制-不容忽略的方式
  • 2.4 试验
  • 三 AOF
  • 3.1 RDB问题
  • 3.2 AOF介绍
  • 3.3 AOF的三种策略
  • 3.4 AOF 重写
    • 实现方式
    • AOF重写配置：
    • 重写流程
    • 配置
  • 3.5 AOF 重写演示
• 四 RDB和AOF的选择
  • 4.1 rdb和aof的比较
  • 4.2 rdb最佳策略
  • 4.3 aof最佳策略
  • 4.4 最佳策略

一 持久化的作用

1.1 什么是持久化

redis的所有数据保存在内存中，对数据的更新将异步的保存到硬盘上

1.2 持久化的实现方式

快照：某时某刻数据的一个完成备份，
	-mysql的Dump
  -redis的RDB
写日志：任何操作记录日志，要恢复数据，只要把日志重新走一遍即可
	-mysql的 Binlog
  -Hhase的 HLog
  -Redis的 AOF

二 RDB

2.1 什么是RDB

2.2 触发机制-主要三种方式

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save(同步)
1 客户端执行save命令----》redis服务端----》同步创建RDB二进制文件
2 会造成redis的阻塞（数据量非常大的时候）
3 文件策略：如果老的RDB存在，会替换老的
4 复杂度 o(n)
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bgsave(异步，Backgroud saving started)

1 客户端执行save命令----》redis服务端----》异步创建RDB二进制文件（fork函数生成一个子进程（fork会阻塞reids），执行createRDB，执行成功，返回给reids消息）
2 此时访问redis，会正常响应客户端
3 文件策略：跟save相同，如果老的RDB存在，会替换老的
4 复杂度 o(n)
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自动（通过配置）
配置   seconds   changes
save   900        1
save   300        10
save   60         10000
如果60s中改变了1w条数据，自动生成rdb
如果300s中改变了10条数据，自动生成rdb
如果900s中改变了1条数据，自动生成rdb

以上三条符合任意一条，就自动生成rdb，内部使用bgsave

SAVE 和 BGSAVE 两个命令都会调用 rdbSave 函数，但它们调用的方式各有不同：
SAVE 直接调用 rdbSave ，阻塞 Redis 主进程，直到保存完成为止。在主进程阻塞期间，服务器不能处理客户端的任何请求。
BGSAVE 则 fork 出一个子进程，子进程负责调用 rdbSave ，并在保存完成之后向主进程发送信号，通知保存已完成。 Redis 服务器在BGSAVE 执行期间仍然可以继续处理客户端的请求
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#配置：
save 900 1 #配置一条
save 300 10 #配置一条
save 60 10000 #配置一条
dbfilename dump.rdb  #rdb文件的名字，默认为dump.rdb
dir ./ #rdb文件存在当前目录

stop-writes-on-bgsave-error yes #如果bgsave出现错误，是否停止写入，默认为yes
rdbcompression yes #采用压缩格式
rdbchecksum yes #是否对rdb文件进行校验和检验

#最佳配置
save 900 1 
save 300 10 
save 60 10000 
dbfilename dump-${port}.rdb  #以端口号作为文件名，可能一台机器上很多reids，不会乱
dir /bigdiskpath #保存路径放到一个大硬盘位置目录
stop-writes-on-bgsave-error yes #出现错误停止
rdbcompression yes #压缩
rdbchecksum yes #校验

2.3 触发机制-不容忽略的方式

1 全量复制 #没有执行save和bgsave没有添加rdb策略，还会生成rdb文件，如果开启主从复制，主会自动生成rdb
2 debug reload #debug级别的重启，不会将内存中的数据清空
3 shutdown save#关闭会触发rdb的生成

2.4 试验

三 AOF

3.1 RDB问题

耗时，耗性能：

不可控，可能会丢失数据

3.2 AOF介绍

客户端每写入一条命令，都记录一条日志，放到日志文件中，如果出现宕机，可以将数据完全恢复

3.3 AOF的三种策略

日志不是直接写到硬盘上，而是先放在缓冲区，缓冲区根据一些策略，写到硬盘上

always：redis--》写命令刷新的缓冲区---》每条命令fsync到硬盘---》AOF文件

everysec（默认值）：redis——》写命令刷新的缓冲区---》每秒把缓冲区fsync到硬盘--》AOF文件

no:redis——》写命令刷新的缓冲区---》操作系统决定，缓冲区fsync到硬盘--》AOF文件

命令	always	everysec	no
优点	不丢失数据	每秒一次fsync，丢失1秒数据	不用管
缺点	IO开销大，一般的sata盘只有几百TPS	丢1秒数据	不可控

3.4 AOF 重写

随着命令的逐步写入，并发量的变大， AOF文件会越来越大，通过AOF重写来解决该问题

原生AOF	AOF重写
set hello world set hello java set hello hehe incr counter incr counter rpush mylist a rpush mylist b rpush mylist c 过期数据	set hello hehe set counter 2 rpush mylist a b c

本质就是把过期的，无用的，重复的，可以优化的命令，来优化

这样可以减少磁盘占用量，加速恢复速度

实现方式

bgrewriteaof：

客户端向服务端发送bgrewriteaof命令，服务端会起一个fork进程，完成AOF重写

AOF重写配置：

配置名	含义
auto-aof-rewrite-min-size	AOF文件重写需要尺寸
auto-aof-rewrite-percentage	AOF文件增长率

统计名	含义
aof_current_size	AOF当前尺寸（单位：字节）
aof_base_size	AOF上次启动和重写的尺寸（单位：字节）

自动触发时机（两个条件同时满足）：

aof_current_size>auto-aof-rewrite-min-size：当前尺寸大于重写需要尺寸

(aof_current_size-aof_base_size)/aof_base_size>auto-aof-rewrite-percentage:（增长率）当前尺寸减去上次重写的尺寸，除以上次重写的尺寸如果大于配置中的增长率

重写流程

配置

appendonly yes #将该选项设置为yes，打开
appendfilename "appendonly-${port}.aof" #文件保存的名字
appendfsync everysec #采用第二种策略
dir /bigdiskpath #存放的路径
no-appendfsync-on-rewrite yes #在aof重写的时候，是否要做aof的append操作，因为aof重写消耗性能，磁盘消耗，正常aof写磁盘有一定的冲突，这段期间的数据，允许丢失

3.5 AOF 重写演示

四 RDB和AOF的选择

4.1 rdb和aof的比较

命令	rdb	aof
启动优先级	低	高(挂掉重启，会加载aof的数据)
体积	小	大
恢复速度	快	慢
数据安全性	丢数据	根据策略决定
轻重	重	轻

4.2 rdb最佳策略

rdb关掉，主从操作时

集中管理：按天，按小时备份数据

主从配置，从节点打开

4.3 aof最佳策略

开：缓存和存储，大部分情况都打开，

aof重写集中管理

everysec：通过每秒刷新的策略

4.4 最佳策略

小分片：每个redis的最大内存为4g

缓存或存储：根据特性，使用不通策略

时时监控硬盘，内存，负载网络等

有足够内存