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Redis持久化怎麼實現

WBOY
發布: 2023-05-30 09:14:45
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Redis是一種高階key-value資料庫。它跟memcached類似,不過資料可以持久化,而且支援的資料型態很豐富。有字串,鍊錶,集 合和有序集合。支援在伺服器端計算集合的並,交和補集(difference)等,也支援多種排序功能。

Redis持久化怎麼實現

Redis支援RDB與AOF兩種持久化機制,持久化可以避免因進程異常退出或down機導致的資料遺失問題,在下次重啟時能利用之前的持久化檔案實現資料復原。

RDB持久化

RDB持久化是一種持久化方式,它透過建立壓縮的二進位檔案快照,保存特定時間點的完整資料。 RDB持久化是Redis預設的持久化方式。 RDB持久化的觸發包括手動觸發與自動觸發兩種方式。

手動觸發

save, 在命令列執行save命令,將以同步的方式建立rdb檔案保存快照,會阻塞伺服器的主進程,生產環境中不要用bgsave, 在命令行執行bgsave指令,將透過fork一個子程序以非同步的方式建立rdb檔保存快照,除了fork時有阻塞,子程序在建立rdb檔時,主程序可繼續處理請求

自動觸發

在redis.conf中配置save m n 定時觸發,如save 900 1表示在900s內至少存在一次更新就觸發主從複製時,如果從節點執行全量複製操作,主節點自動執行bgsave生成RDB檔案並傳送給從節點執行debug reload指令重新載入Redis時執行shutdown且沒有開啟AOF持久化redis.conf中RDB持久化配置

# 只要满足下列条件之一,则会执行bgsave命令save 900 1 # 在900s内存在至少一次写操作save 300 10
save 60 10000# 禁用RBD持久化,可在最后加 save ""# 当备份进程出错时主进程是否停止写入操作stop-writes-on-bgsave-error yes# 是否压缩rdb文件 推荐no 相对于硬盘成本cpu资源更贵rdbcompression no
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AOF持久化

#AOF(Append- Only-File)持久化即記錄所有變更資料庫狀態的指令,以append的形式追加儲存到AOF檔案中。一種重寫方式為: 當伺服器重新啟動時,可以使用AOF檔案中記錄的命令來恢復先前關閉時的資料庫狀態。

redis.conf中AOF持久化設定如下

# 默认关闭AOF,若要开启将no改为yesappendonly no# append文件的名字appendfilename "appendonly.aof"# 每隔一秒将缓存区内容写入文件 默认开启的写入方式appendfsync everysec# 当AOF文件大小的增长率大于该配置项时自动开启重写(这里指超过原大小的100%)。auto-aof-rewrite-percentage 100# 当AOF文件大小大于该配置项时自动开启重写auto-aof-rewrite-min-size 64mb
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AOF持久化的實作包括3個步驟:

指令追加:將指令追加到AOF緩衝區檔案寫入:緩衝區內容寫入AOF檔案檔案保存:AOF檔案儲存到磁碟其中後兩步驟的頻率透過appendfsync來配置,appendfsync的選項包括

always, 每執行一個指令就儲存一次,安全性最高,最多只丟失一個命令的數據,但是性能也最低(頻繁的磁碟IO) everysec,每一秒保存一次,推薦使用,在安全性與性能之間折中,最多丟失一秒的數據no,依賴作業系統來執行(一般大概30s一次的樣子),安全性最低,性能最高,丟失操作系統最後一次對AOF文件觸發SAVE操作之後的數據AOF通過保存命令來持久化,隨著時間的推移,AOF文件會越來越大,Redis透過AOF檔案重寫來解決AOF檔案不斷增大的問題(可以減少檔案的磁碟佔有量,加快資料復原的速度),原理如下:

呼叫fork,創建一個子程序

子程序讀取當前資料庫的狀態來“重寫”一個新的AOF檔(這裡雖然叫“重寫”,但實際上並沒有對舊文件進行任何讀取,而是根據資料庫的目前狀態來形成指令)

主程序持續將新的變動同時寫到AOF重寫緩衝區與原來的AOF緩衝區中

主程序取得到子程序重寫AOF完成的訊號,呼叫訊號處理函數將AOF重寫緩衝區內容寫入新的AOF文件中,並對新文件進行重命名,原子地覆蓋原有AOF文件,完成新舊文件的替換

AOF的重寫也分為手動觸發與自動觸發
手动触发: 直接调用bgrewriteaof命令
自动触发: 根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机。其中auto-aof-rewrite-min-size表示运行AOF重写时文件最小体积,默认为64MB。auto-aof-rewrite-percentage表示当前AOF文件大小(aof_current_size)和上一次重写后AOF文件大小(aof_base_size)的比值。自动触发时机为 aof_current_size > auto-aof-rewrite-min-size &&(aof_current_size - aof_base_size)/aof_base_size> = auto-aof-rewrite-percentage
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RDB vs AOF

RDB與AOF兩種方式各有優缺點。

RDB的優點:與AOF相比,RDB檔案相對較小,恢復資料比較快(原因見資料復原部分) RDB的缺點:伺服器宕機,RBD方式會遺失掉上一次RDB持久化後的資料;使用bgsave fork子程序時會耗費記憶體。 AOF的優點: AOF只是追加文件,對伺服器效能影響較小,速度比RDB快,消耗記憶體也少,同時可讀性高。使用AOF會帶來兩個缺點:產生的檔案相對較大,即使透過AOF重寫,仍然會比較大;同時,恢復資料的速度也比RDB慢。資料庫的復原

如果沒有開啟AOF持久化功能,在伺服器啟動時,將會阻塞主進程期間自動載入RDB檔案。如果開啟了AOF持久化功能,伺服器則會優先使用AOF檔案來還原資料庫狀態,因為AOF檔案的更新頻率通常比RDB檔案的更新頻率高,儲存的資料更完整。

redis資料庫復原的處理流程如下,

在資料復原方面,RDB的啟動時間會更短,原因有兩個:

在RDB 檔案中,每個資料項只有一個記錄,不像AOF 日誌可能存在一個資料項有多個操作記錄的情況。所以每個資料只需要寫一次就行了,檔案相對較小。

RDB 文件的存储格式和Redis数据在内存中的编码格式是一致的,不需要再进行数据编码工作,所以在CPU消耗上要远小于AOF日志的加载。

但是在进行RDB持久化时,fork出来进行dump操作的子进程会占用与父进程一样的内存,采用的copy-on-write机制,对性能的影响和内存的消耗都是比较大的。比如16G内存,Redis已经使用了10G,这时save的话会再生成10G,变成20G,大于系统的16G。这时候会发生交换,要是虚拟内存不够则会崩溃,导致数据丢失。所以在用redis的时候一定对系统内存做好容量规划。

RDB、AOF混合持久化

Redis从4.0版开始支持RDB与AOF的混合持久化方案。首先由RDB定期完成内存快照的备份,然后再由AOF完成两次RDB之间的数据备份,由这两部分共同构成持久化文件。这个方案的优势在于其充分利用了RDB加载速度快、备份体积小以及AOF记录数据丢失几率尽可能低的特点。缺点是兼容性差,一旦开启了混合持久化,在4.0之前的版本都不识别该持久化文件,同时由于前部分是RDB格式,阅读性较低。

开启混合持久化

aof-use-rdb-preamble yes
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数据恢复加载过程就是先按照RDB进行加载,然后把AOF命令追加写入。

持久化方案的建议 如果Redis只是用来做缓存服务器,比如数据库查询数据后缓存,那可以不用考虑持久化,因为缓存服务失效还能再从数据库获取恢复。建议同时采用两种持久化方式,以提高数据的安全性。如果你可以容忍在灾难发生时数据丢失几分钟,那么可以仅使用RDB。一般的设计方法是 使用主从复制机制以解决持久化时所带来的性能影响。即Master上RDB、AOF都不做,保证Master的读写性能,而Slave上则同时开启RDB和AOF(或4.0以上版本的混合持久化方式)来进行持久化,保证数据的安全性。

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來源:yisu.com
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