Redis持久化(Persistence)

Posted 2021-01-14 怀瑾握瑜

前言

　　前文中介绍到Redis时内存的K-V数据结构存储服务器。Redis的高性能原因之一在于其读写数据都是在内存中进行。它的架构实现方式决定了Redis的数据存储具有不可靠性，易丢失，因为RAM内存在硬件问题或者断电情况下都会被擦除。
　　基于以上问题，为了防止数据在特殊情况下丢失，Redis支持内存数据持久化至磁盘的功能——Redis Persistence。
　　

Redis持久化方式

Redis提供了两种持久化方式：

• RDB持久化方式：在特定的时间间隔存储Redis键空间的某一时刻的快照。
• AOF持久化方式：当有数据写入Redis时，将以日志的形式记录写入的命令。以追加的方式写入AOF文件尾部，写入的内容遵循Redis协议的命令格式。

两种持久化方式完全不同。第一种是以完整的数据角度进行持久化，第二种是以日志的形式记录完整的写入操作。Redis用户可以在这两种方式之间进行trade off，也可以综合使用这两种方式。

Redis持久化比较

RDB的优点：

• RDB是某一时刻的Redis键空间的快照文件，是经过高度压缩的单个文件，所以RDB文件对于备份非常合适。根据不同的时刻，有不同版本的文件。
• 因为其实高度压缩的单个文件，所以对于数据采集，容灾都是非常不错的选择，可以将其转移至数据中心。
• Redis是单进程的方式work，所以在进行持久化时正在work的父进程会fork子进程进行很持久化操作，父进程仍然可以正常的服务用户client的请求，对性能影响微乎其微。
• 因为RDB持久化方式存储的是键空间的数据，所以对于Redis重启，恢复数据相对于AOF要更迅速。

AOF优点：

• AOF方式对于Redis的持久化更耐用，因为AOF提供了多种持久化策略可供选择：无同步持久化, 每秒同步持久化, 每次操作时同步持久化。默认策略是每秒持久化，这种方式写性能很好且只会丢失一秒间隔的数据（可容忍）。
• AOF方式只仅仅是追加的log形式，所以持久化时无需查找键空间数据且不会出现因为断电问题出现AOF文件损坏的问题。因为是追加的方式，只会局部影响最后的文件内容，Redis提供了redis-check-aof工具用于修复AOF文件。
• 当出现AOF文件过大时，Redis会自动后台重写AOF文件。
• 因为AOF是追加命令+数据的格式log，所以AOF文件具有易读性。

RDB的缺点：

• RDB方式是一段时间间隔后持久化数据快照，所以存在数据丢失风险。即使你将间隔控制在每5分钟，仍然存在最近几分钟内数据丢失的可能。
• RDB持久化方式是工作的父进程fork持久化的子进程。如果键空间数据很大，fork可能需要耗费很长时间，在fork过程中，父进程停止对client请求服务。如果数据集很大且cpu性能不是很好，可能造成Redis秒级停止服务。

AOF缺点：

• 相同键空间的数据，AOF文件的体积比RDB文件更大。
• 根据不同的fsycn策略，AOF方式可能比RDB更慢。虽然每秒的fsycn性能非常好，但是在巨大的写入是RDB的性能比AOF更好。

Redis持久化工作流

　　上述比较了两种持久化方式的各自优缺点，两者的选择需要trade off。但是通常，综合使用两种持久化方式是不粗的选择。
单独使用RDB存在数据丢失风险，单独使用AOF对于重启和数据备份来说不是好的idea。基于以上两种原因，综合使用RDB和AOF，能满足数据备份和快速重启，也能将数据丢失的风险降到最低。

　　默认情况，Redis是将快照保存在一个二进制的dump.rdb文件中。可以配置Redis在最近间隔多少秒内发生多少变化时进行RDB持久化。或者可以使用SAVE或者BGSAVE命令。
例如：save 60 1000，如果每60秒发生1000次变化，则进行RDB持久化。

RDB的工作流程：

1. Redis fork用于持久化的子进程。
2. 子进程将键空间数据写入到临时的rdb文件中。
3. 当子进程完成写入，将替换旧的RDB文件。

　　 对于AOF方式，需要在配置文件中开启AOF，配置：appendonly yes。当有写入命令时，Redis会将其追加到AOF文件末尾。
　　 可以配置AOF的fsycn策略：

1. 每当一个新命令执行时，即追加。很慢但是很安全
2. 每秒追加一次，足够快且只丢失一秒的数据
3. 从不fsync，依赖操作系统，非常快但是缺少安全性

建议的策略是每秒追加一次。

使用AOF方式有时可能出现文件损坏的问题，比如正在写入AOF文件时出现断电情况。这时可以使用redis-check-aof工具修复AOF文件

redis-check-aof --fix "filename"，然后使用修复后的AOF文件启动Redis即可恢复数据。

AOF重写方式的工作流程：

1. Redis的工作父进程fork子进程。
2. 子进程开始写一个新的临时AOF文件
3. 父进程将新发生的操作全部写入内存缓冲区
4. 当子进程重写完毕，父进程会受到信号，并将内存缓冲区的内容追加到子进程重写后的AOF文件中
5. Redis再重命名旧的AOF文件名至新的文件，Redis并将新的操作追加到文件中。

Redis持久化配置

触发RDB持久化配置需要在redis.conf中配置：

dir /usr/local/var/redis/
dbfilename dump.rdb
save 60 5

触发AOF持久化配置需要在redis.cong中配置：

appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec

参考

Redis Persistence
Redis Persistence