Redis持久化

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概述

Redis是一种内存型的数据库，一般都是作为缓存使用，数据都是保存在内存中，但为了防止宕机后数据丢失，Redis提供了两种持久化方案，分别是RDB和AOF。接下来介绍一下这两种持久化方案。

RDB持久化

RDB持久化可以把当前Redis内存中的状态保存到硬盘上，可以手动触发，也可以通过配置文件自动执行。

RDB持久化后的文件是一个经过压缩的二进制文件，redis可以通过这个文件进行数据还原。

RDB持久化可以通过下面两个命令来触发：

  • SAVE: 阻塞Redis进程，知道RDB文件创建完成
  • BGSAVE: fork一个子进程来创建RDB文件，

RDB持久化优点

  1. 一旦采用该方式，那么你的整个Redis数据库将只包含一个文件，这对于文件备份而言是非常完美的。比如，你可能打算每个小时归档一次最近24小时的数据，同时还要每天归档一次最近30天的数据。通过这样的备份策略，一旦系统出现灾难性故障，我们可以非常容易的进行恢复。
  2. 对于灾难恢复而言，RDB是非常不错的选择。因为我们可以非常轻松的将一个单独的文件压缩后再转移到其它存储介质上。
  3. 性能最大化。对于Redis的服务进程而言，在开始持久化时，它唯一需要做的只是fork出子进程，之后再由子进程完成这些持久化的工作，这样就可以极大的避免服务进程执行IO操作了。
  4. 相比于AOF机制，如果数据集很大，RDB的启动效率会更高。

RDB持久化缺点

  1. 如果你想保证数据的高可用性，即最大限度的避免数据丢失，那么RDB将不是一个很好的选择。因为系统一旦在定时持久化之前出现宕机现象，此前没有来得及写入磁盘的数据都将丢失。
  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持久化

AOF持久化（Append-Only-File），与RDB持久化不同，AOF持久化是通过保存Redis服务器所执行的写状态来记录数据库的。

具体来说，RDB持久化相当于备份数据库状态，而AOF持久化是备份数据库接收到的命令，所有被写入AOF的命令都是以redis的协议格式来保存的。

在AOF持久化的文件中，数据库会记录下所有变更数据库状态的命令，除了指定数据库的select命令，其他的命令都是来自client的，这些命令会以追加(append)的形式保存到文件中。

服务器配置中有一项appendfsync，这个配置会影响服务器多久完成一次命令的记录：

  • always：将缓存区的内容总是即时写到AOF文件中。
  • everysec：将缓存区的内容每隔一秒写入AOF文件中。
  • no ：写入AOF文件中的操作由操作系统决定，一般而言为了提高效率，操作系统会等待缓存区被填满，才会开始同步数据到磁盘。

redis默认实用的是everysec。

redis在载入AOF文件的时候，会创建一个虚拟的client，把AOF中每一条命令都执行一遍，最终还原回数据库的状态，它的载入也是自动的。在RDB和AOF备份文件都有的情况下，redis会优先载入AOF备份文件。

AOF文件可能会随着服务器运行的时间越来越大，可以利用AOF重写的功能，来控制AOF文件的大小。AOF重写功能会首先读取数据库中现有的键值对状态，然后根据类型使用一条命令来替代前的键值对多条命令。

AOF重写功能有大量写入操作，所以redis才用子进程来处理AOF重写。这里带来一个新的问题，由于处理重新的是子进程，这样意味着如果主线程的数据在此时被修改，备份的数据和主库的数据将会有不一致的情况发生。因此redis还设置了一个AOF重写缓冲区，这个缓冲区在子进程被创建开始之后开始使用，这个期间，所有的命令会被存两份，一份在AOF缓存空间，一份在AOF重写缓冲区，当AOF重写完成之后，子进程发送信号给主进程，通知主进程将AOF重写缓冲区的内容添加到AOF文件中。

AOF的优点

  1. 该机制可以带来更高的数据安全性，即数据持久性。Redis中提供了3中同步策略，即everysec、always和no。事实上，everysec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always，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。可以预见，这种方式在效率上是最低的。至于no，无需多言，我想大家都能正确的理解它。
  2. 由于该机制对日志文件的写入操作采用的是append模式，因此在写入过程中即使出现宕机现象，也不会破坏日志文件中已经存在的内容。然而如果我们本次操作只是写入了一半数据就出现了系统崩溃问题，不用担心，在Redis下一次启动之前，我们可以通过redis-check-aof工具来帮助我们解决数据一致性的问题。
  3. 如果日志过大，Redis可以自动启用rewrite机制。即Redis以append模式不断的将修改数据写入到老的磁盘文件中，同时Redis还会创建一个新的文件用于记录此期间有哪些修改命令被执行。因此在进行rewrite切换时可以更好的保证数据安全性。
  4. AOF包含一个格式清晰、易于理解的日志文件用于记录所有的修改操作。事实上，我们也可以通过该文件完成数据的重建。

AOF的缺点

  1. 对于相同数量的数据集而言，AOF文件通常要大于RDB文件。RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
  2. 根据同步策略的不同，AOF在运行效率上往往会慢于RDB。总之，每秒同步策略的效率是比较高的，no策略的效率和RDB一样高效。