Redis持久化，redis

Redis持久化，redis

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Redis持久化機制

redis是一個支援持久化的記憶體資料庫，也就是說redis需要經常將記憶體中的資料同步到磁碟來保證持久化。
Redis 提供了多種不同層級的持久化方式：

• RDB 持久化可以在指定的時間間隔內產生資料集的時間點快照（point-in-time snapshot）。
• AOF 持久化記錄伺服器執行的所有寫操作命令，並在伺服器啟動時，通過重新執行這些命令來還原資料集。 AOF 檔案中的命令全部以 Redis 協議的格式來儲存，新命令會被追加到檔案的末尾。 Redis 還可以在後台對 AOF 檔案進行重寫（rewrite），使得 AOF 檔案的體積不會超出儲存資料集狀態所需的實際大小。
• Redis 還可以同時使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在這種情況下， 當 Redis 重啟時， 它會優先使用 AOF 檔案來還原資料集， 因為 AOF 檔案儲存的資料集通常比 RDB 檔案所儲存的資料集更完整。
• 你甚至可以關閉持久化功能，讓資料只在伺服器運行時存在。

RDB的優點和缺點

• RDB的優點

  • RDB 是一個非常緊湊（compact）的檔案，它儲存了 Redis 在某個時間點上的資料集。 這種檔案非常適合用於進行備份： 比如說，你可以在最近的 24 小時內，每小時備份一次 RDB 檔案，並且在每個月的每一天，也備份一個 RDB 檔案。 這樣的話，即使遇上問題，也可以隨時將資料集還原到不同的版本。
  • RDB 非常適用於災難恢複（disaster recovery）：它只有一個檔案，並且內容都非常緊湊，可以（在加密後）將它傳送到別的資料中心，或者亞馬遜 S3 中。
  • RDB 可以最大化 Redis 的效能：父進程在儲存 RDB 檔案時唯一要做的就是 fork 出一個子進程，然後這個子進程就會處理接下來的所有儲存工作，父進程無須執行任何磁碟 I/O 操作。
  • RDB 在恢複大資料集時的速度比 AOF 的恢複速度要快。

• RDB的缺點

  • 如果你需要盡量避免在伺服器故障時遺失資料，那麼 RDB 不適合你。 雖然 Redis 允許你設定不同的儲存點（save point）來控制儲存 RDB 檔案的頻率， 但是， 因為RDB 檔案需要儲存整個資料集的狀態， 所以它並不是一個輕鬆的操作。 因此你可能會至少 5 分鐘才儲存一次 RDB 檔案。 在這種情況下， 一旦發生故障停機， 你就可能會丟失好幾分鐘的資料。
  • 每次儲存 RDB 的時候，Redis 都要 fork() 出一個子進程，並由子進程來進行實際的持久化工作。 在資料集比較龐大時， fork() 可能會非常耗時，造成伺服器在某某毫秒內停止處理用戶端； 如果資料集非常巨大，並且 CPU 時間非常緊張的話，那麼這種停止時間甚至可能會長達整整一秒。 雖然 AOF 重寫也需要進行 fork() ，但無論 AOF 重寫的執行間隔有多長，資料的耐久性都不會有任何損失。

AOF的優點和缺點

• AOF的優點

  • 使用 AOF 持久化會讓 Redis 變得非常耐久（much more durable）：你可以設定不同的 fsync 策略，比如無 fsync ，每秒鐘一次 fsync ，或者每次執行寫入命令時 fsync 。 AOF 的預設策略為每秒鐘 fsync 一次，在這種配置下，Redis 仍然可以保持良好的效能，並且就算髮生故障停機，也最多隻會丟失一秒鐘的資料（ fsync 會在後台線程執行，所以主線程可以繼續努力地處理命令請求）。
  • AOF 檔案是一個只進行追加操作的記錄檔（append only log）， 因此對 AOF 檔案的寫入不需要進行 seek ， 即使日誌因為某些原因而包含了未寫入完整的命令（比如寫入時磁碟已滿，寫入中途停機，等等）， redis-check-aof 工具也可以輕易地修複這種問題。
  • Redis 可以在 AOF 檔案體積變得過大時，自動地在後台對 AOF 進行重寫： 重寫後的新 AOF 檔案包含了恢複當前資料集所需的最小命令集合。 整個重寫操作是絕對安全的，因為 Redis 在建立新 AOF 檔案的過程中，會繼續將命令追加到現有的 AOF 檔案裡面，即使重寫過程中發生停機，現有的 AOF 檔案也不會丟失。 而一旦新 AOF 檔案建立完畢，Redis 就會從舊 AOF 檔案切換到新 AOF 檔案，並開始對新 AOF 檔案進行追加操作。
  • AOF 檔案有序地儲存了對資料庫執行的所有寫入操作， 這些寫入操作以 Redis 協議的格式儲存， 因此 AOF 檔案的內容非常容易被人讀懂， 對檔案進行分析（parse）也很輕鬆。 匯出（export） AOF 檔案也非常簡單： 舉個例子， 如果你不小心執行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 檔案未被重寫， 那麼只要停止伺服器， 移除 AOF 檔案末尾的 FLUSHALL 命令， 並重啟 Redis ， 就可以將資料集恢複到 FLUSHALL 執行之前的狀態。

• AOF的缺點

  • 對於相同的資料集來說，AOF 檔案的體積通常要大於 RDB 檔案的體積。
  • 根據所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能會慢於 RDB 。 在一般情況下， 每秒 fsync 的效能依然非常高， 而關閉 fsync 可以讓 AOF 的速度和 RDB 一樣快， 即使在高負荷之下也是如此。 不過在處理巨大的寫入載入時，RDB 可以提供更有保證的最大延遲時間（latency）。
  • AOF 在過去曾經發生過這樣的 bug ： 因為個別命令的原因，導致 AOF 檔案在重新載入時，無法將資料集恢複成儲存時的原樣。 （舉個例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾經引起過這樣的 bug 。） 測試套件裡為這種情況添加了測試： 它們會自動產生隨機的、複雜的資料集， 並通過重新載入這些資料來確保一切正常。 雖然這種 bug 在 AOF 檔案中並不常見， 但是對比來說， RDB 幾乎是不可能出現這種 bug 的。

RDB 和 AOF ，我應該用哪一個

一般來說， 如果想達到足以媲美 PostgreSQL 的資料安全性， 應該同時使用兩種持久化功能。
如果非常關心你的資料， 但仍然可以承受數分鐘以內的資料丟失， 那麼可以只使用 RDB 持久化。
有很多使用者都只使用 AOF 持久化， 但並不推薦這種方式： 因為定時產生 RDB 快照集（snapshot）非常便於進行Database Backup， 並且 RDB 恢複資料集的速度也要比 AOF 恢複的速度要快， 除此之外， 使用 RDB 還可以避免之前提到的 AOF 程式的 bug 。

使用RDB持久化策略

• 配置RDB持久化策略

save 900 1save 300 10save 60 10000dbfilename dump.rdbdir ./

在預設情況下， Redis 將資料庫快照集儲存在名字為 dump.rdb 的二進位檔案中。可以更改dbfilename和dir選項調整快照檔案的位置。
可以對 Redis的save策略進行設定， 讓它在“ N 秒內資料集至少有 M 個改動”這一條件被滿足時， 自動儲存一次資料集。
也可以通過調用 SAVE 或者 BGSAVE ， 手動讓 Redis 進行資料集儲存操作。

• 重啟服務

[root@localhost bin]# ./redis-server restart

快照的運作方式

當 Redis 需要儲存 dump.rdb 檔案時， 伺服器執行以下操作：

使用AOF持久化策略

• 配置AOF持久化策略

appendonly yes

從現在開始， 每當 Redis 執行一個改變資料集的命令時（比如 SET）， 這個命令就會被追加到 AOF 檔案的末尾。
這樣的話， 當 Redis 重新啟時， 程式就可以通過重新執行 AOF 檔案中的命令來達到重建資料集的目的。

• 重啟服務

[root@localhost bin]# ./redis-server restart

AOF 的運作方式

AOF 重寫和 RDB 建立快照一樣，都巧妙地利用了寫時複製機制。
以下是 AOF 重寫的執行步驟：

使用RDB和AOF雙持久化策略

• 配置持久化策略

save 900 1save 300 10save 60 10000dbfilename dump.rdbdir ./appendonly yes

• 重啟服務

[root@localhost bin]# ./redis-server restart

• RDB和 AOF之間的相互作用
  當 Redis 啟動時， 如果 RDB 持久化和 AOF 持久化都被開啟了， 那麼程式會優先使用 AOF 檔案來恢複資料集， 因為 AOF 檔案所儲存的資料通常是最完整的。
  BGSAVE 執行的過程中， 不可以執行 BGREWRITEAOF 。 反過來說， 在 BGREWRITEAOF 執行的過程中， 也不可以執行 BGSAVE 。這可以防止兩個 Redis 後台進程同時對磁碟進行大量的 I/O 操作。
  如果 BGSAVE 正在執行， 並且使用者顯示地調用 BGREWRITEAOF 命令， 那麼伺服器將向使用者回複一個 OK 狀態， 並告知使用者， BGREWRITEAOF 已經被預定執行： 一旦 BGSAVE 執行完畢， BGREWRITEAOF 就會正式開始。

AOF持久化機制的一些問題

• AOF重寫
  因為 AOF 的運作方式是不斷地將命令追加到檔案的末尾， 所以隨著寫入命令的不斷增加， AOF 檔案的體積也會變得越來越大。舉個例子， 如果你對一個計數器調用了 100 次 INCR ， 那麼僅僅是為了儲存這個計數器的當前值， AOF 檔案就需要使用 100 條記錄（entry）。然而在實際上， 只使用一條 SET 命令已經足以儲存計數器的當前值了， 其餘 99 條記錄實際上都是多餘的。為了處理這種情況， Redis 支援一種有趣的特性： 可以在不打斷服務用戶端的情況下， 對 AOF 檔案進行重建（rebuild）。執行 BGREWRITEAOF 命令， Redis 將產生一個新的 AOF 檔案， 這個檔案包含重建當前資料集所需的最少命令。Redis可以自動觸發 AOF 重寫。
• AOF 的耐久性如何？
  可以配置 Redis 多久才將資料 fsync 到磁碟一次。
  有三個選項：
  
  • 每次有新命令追加到 AOF 檔案時就執行一次 fsync ：非常慢，也非常安全。
  • 每秒 fsync 一次：足夠快（和使用 RDB 持久化差不多），並且在故障時只會丟失 1 秒鐘的資料。
  • 從不 fsync ：將資料交給作業系統來處理。更快，也更不安全的選擇。
    推薦（並且也是預設）的措施為每秒 fsync 一次， 這種 fsync 策略可以兼顧速度和安全性。總是 fsync 的策略在實際使用中非常慢， 即使在 Redis 2.0 對相關的程式進行了改進之後仍是如此 —— 頻繁調用 fsync 註定了這種策略不可能快得起來。
• 如果 AOF 檔案出錯了，怎麼辦？
  伺服器可能在程式正在對 AOF 檔案進行寫入時停機， 如果停機造成了 AOF 檔案出錯（corrupt）， 那麼 Redis 在重啟時會拒絕載入這個 AOF 檔案， 從而確保資料的一致性不會被破壞。
  當發生這種情況時， 可以用以下方法來修複出錯的 AOF 檔案：
  

怎麼從 RDB 持久化切換到 AOF 持久化

可以在不重啟的情況下，從 RDB 切換到 AOF ：

CONFIG SET appendonly yesCONFIG SET save ""

確保命令執行之後，資料庫的鍵的數量沒有改變。

確保寫命令會被正確地追加到 AOF 檔案的末尾。
步驟 3 執行的第一條命令開啟了 AOF 功能： Redis 會阻塞直到初始 AOF 檔案建立完成為止， 之後 Redis 會繼續處理命令請求， 並開始將寫入命令追加到 AOF 檔案末尾。
步驟 3 執行的第二條命令用於關閉 RDB 功能。 這一步是可選的， 如果你願意的話， 也可以同時使用 RDB 和 AOF 這兩種持久化功能。

別忘了在 redis.conf 中開啟 AOF 功能！ 否則的話， 伺服器重啟之後， 之前通過 CONFIG SET 設定的配置就會被遺忘， 程式會按原來的配置來啟動伺服器。

備份 Redis 資料

磁碟故障， 節點失效， 諸如此類的問題都可能讓你的資料消失不見， 不進行備份是非常危險的。
Redis 對於資料備份是非常友好的， 可以在伺服器啟動並執行時候對 RDB 檔案進行複製： RDB 檔案一旦被建立， 就不會進行任何修改。 當伺服器要建立一個新的 RDB 檔案時， 它先將檔案的內容儲存在一個臨時檔案裡面， 當臨時檔案寫入完畢時， 程式才使用 rename(2) 原子地用臨時檔案替換原來的 RDB 檔案。這也就是說， 無論何時， 複製 RDB 檔案都是絕對安全的。
以下是官方的建議：

• 建立一個定期任務（cron job）， 每小時將一個 RDB 檔案備份到一個檔案夾， 並且每天將一個 RDB 檔案備份到另一個檔案夾。
• 確保快照的備份都帶有相應的日期和時間資訊， 每次執行定期任務指令碼時， 使用 find 命令來刪除到期的快照： 比如說， 你可以保留最近 48 小時內的每小時快照， 還可以保留最近一兩個月的每日快照。
• 至少每天一次， 將 RDB 備份到你的資料中心之外， 或者至少是備份到你運行 Redis 伺服器的物理機器之外。