Redis - RDB & AOF

简介

redis是一个内存数据库,数据保存在内存中,但是我们都知道内存的数据变化是很快的,也容易发生丢失。幸好Redis还为我们提供了持久化的机制,分别是RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。

RDB机制

RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢,你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。
RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。也是默认的持久化方式,这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。
在我们安装了redis之后,所有的配置都是在redis.conf文件中,里面保存了RDB和AOF两种持久化机制的各种配置。

  1. 那快照是如何触发生成的呢?
    三种机制:save、bgsave、自动化
    -- save
    该命令会阻塞当前Redis服务器,执行save命令期间,Redis不能处理其他命令,直到RDB过程完成为止。具体流程如下

    save.png

    执行完成时候如果存在老的RDB文件,就把新的替代掉旧的(不支持拉链,只有一个dump.rdb)。
    -- bgsave
    执行该命令时,Redis会在后台异步进行快照操作,快照同时还可以响应客户端请求。具体流程如下:
    bgsave.png

    具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间非常短。基本上 Redis 内部所有的RDB操作都是采用 bgsave 命令。
    -- 自动化
    自动触发是由redis.conf配置文件来完成的。在配置文件里面有如下配置:
    1-save
    这里是用来配置触发 Redis的 RDB 持久化条件,也就是什么时候将内存中的数据保存到硬盘。比如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时,自动触发bgsave。
    默认如下配置:
    save 900 1 ->> 表示900 秒内如果至少有 1 个 key 的值变化
    save 300 10 ->> 表示300 秒内如果至少有 10 个 key 的值变化
    save 60 10000 ->> 表示60 秒内如果至少有 10000 个 key 的值变化
    不需要持久化,那么你可以注释掉所有的 save 行来停用保存功能。

    2-dbfilename :设置快照的文件名,默认是 dump.rdb
    3-dir:设置快照文件的存放路径,这个配置项一定是个目录,而不能是文件名。
    4-rdbcompression:默认值是yes。对于存储到磁盘中的快照,可以设置是否进行压缩存储。
    5-rdbchecksum:默认值是yes。在存储快照后,我们还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验,但是这样做会增加大约10%的性能消耗,如果希望获取到最大的性能提升,可以关闭此功能。

  2. save vs bgsave


    save vs bgsave.png
  3. fork


    fork.png

    当bgsave命令被触发时,Redis进程执行fork操作创建子进程,只是对父进程中的数据的指针的一份复制,占用空间很小,并且此时(创建子进程)不发生数据复制,根据经验父进程不可能把所有数据修改一遍,只有父进程对数据发生写操作时才会发生com(copy on write)即指针指向新地址,而子进程中相应的指针不变(即父进程中写数据对子进程相互无影响)。见下图解析:


    fork & com.png
  4. 一览图


    一览图.png
  5. RDB 的优势和劣势

  • 优势
    -- RDB文件紧凑,全量备份,非常适合用于进行备份和灾难恢复。
    -- 生成RDB文件的时候,redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存工作,主进程不需要进行任何磁盘IO操作。
    -- RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
  • 劣势
    -- 丢失数据
    -- 不支持拉链数据
AOF机制

全量备份总是耗时的,有时候我们提供一种更加高效的方式AOF,工作机制很简单,redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。通俗的理解就是日志记录。

  1. 持久化原理


    aof.png
  2. 文件重写原理
    AOF的方式也同时带来了另一个问题。持久化文件会变的越来越大。为了压缩aof的持久化文件。redis提供了bgrewriteaof命令。将内存中的数据以命令的方式保存到临时文件中,同时会fork出一条新进程来将文件重写。
    重写.png

    重写aof文件的操作,并没有读取旧的aof文件,而是将整个内存中的数据库内容用命令的方式重写了一个新的aof文件,这点和快照有点类似。
    aof文件是个混合文件,既有类似于快照的二进制数据,也有操作指令集合(以REDIS开头的文件你是二进制数据)。
  3. AOF也有三种触发机制
  • 每修改同步always:同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 性能较差但数据完整性比较好
  • 每秒同步everysec:异步操作,每秒记录 如果一秒内宕机,有数据丢失
  • no:buffer缓冲区满了才会触发
  1. AOF 优缺点
  • 优点
    -- 可以更好的保护数据不丢失;
    -- 日志文件没有任何磁盘寻址的开销,写入性能非常高,文件不容易破损;
    -- 日志文件即使过大的时候,出现后台重写操作,也不会影响客户端的读写;
    -- 日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录,这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复;
  • 缺点
    -- 对于同一份数据来说,AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大;
    -- AOF开启后,支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低,因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件,当然,每秒一次fsync,性能也还是很高的
  1. 一览图


    aof.png

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