Redis（七）持久化(Persistence)

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前言

　　前文中介紹到Redis時記憶體的K-V資料結構儲存伺服器。Redis的高效能原因之一在於其讀寫資料都是在記憶體中進行。它的架構實現方式決定了Redis的資料存放區具有不可靠性，易丟失，因為RAM記憶體在硬體問題或者斷電情況下都會被擦除。
　　基於以上問題，為了防止資料在特殊情況下丟失，Redis支援記憶體資料持久化至磁碟的功能——Redis Persistence。
　　

Redis持久化方式

Redis提供了兩種持久化方式：

• RDB持久化方式：在特定的時間間隔儲存Redis鍵空間的某一時刻的快照。
• AOF持久化方式：當有資料寫入Redis時，將以日誌的形式記錄寫入的命令。以追加的方式寫入AOF檔案尾部，寫入的內容遵循Redis協議的命令格式。

兩種持久化方式完全不同。第一種是以完整的資料角度進行持久化，第二種是以日誌的形式記錄完整的寫入操作。Redis使用者可以在這兩種方式之間進行trade off，也可以綜合使用這兩種方式。

Redis持久化比較

RDB的優點：

• RDB是某一時刻的Redis鍵空間的快照檔案，是經過高度壓縮的單個檔案，所以RDB檔案對於備份非常合適。根據不同的時刻，有不同版本的檔案。
• 因為其實高度壓縮的單個檔案，所以對於資料擷取，容災都是非常不錯的選擇，可以將其轉移至資料中心。
• Redis是單進程的方式work，所以在進行持久化時正在work的父進程會fork子進程進行很持久化操作，父進程仍然可以正常的服務使用者client的請求，對效能影響微乎其微。
• 因為RDB持久化方式儲存的是鍵空間的資料，所以對於Redis重啟，恢複資料相對於AOF要更迅速。

AOF優點：

• AOF方式對於Redis的持久化更耐用，因為AOF提供了多種持久化策略可供選擇：無同步持久化, 每秒同步持久化, 每次操作時同步持久化。預設策略是每秒持久化，這種方式寫效能很好且只會丟失一秒間隔的資料（可容忍）。
• AOF方式只僅僅是追加的log形式，所以持久化時無需尋找鍵空間資料且不會出現因為斷電問題出現AOF檔案損壞的問題。因為是追加的方式，只會局部影響最後的檔案內容，Redis提供了redis-check-aof工具用於修複AOF檔案。
• 當出現AOF檔案過大時，Redis會自動後台重寫AOF檔案。
• 因為AOF是追加命令+資料的格式log，所以AOF檔案具有易讀性。

RDB的缺點：

• RDB方式是一段時間間隔後持久化資料快照，所以存在資料丟失風險。即使你將間隔控制在每5分鐘，仍然存在最近幾分鐘內資料丟失的可能。
• RDB持久化方式是工作的父進程fork持久化的子進程。如果鍵空間資料很大，fork可能需要耗費很長時間，在fork過程中，父進程停止對client請求服務。如果資料集很大且cpu效能不是很好，可能造成Redis秒級停止服務。

AOF缺點：

• 相同鍵空間的資料，AOF檔案的體積比RDB檔案更大。
• 根據不同的fsycn策略，AOF方式可能比RDB更慢。雖然每秒的fsycn效能非常好，但是在巨大的寫入是RDB的效能比AOF更好。

Redis持久化工作流程

　　上述比較了兩種持久化方式的各自優缺點，兩者的選擇需要trade off。但是通常，綜合使用兩種持久化方式是不粗的選擇。
單獨使用RDB存在資料丟失風險，單獨使用AOF對於重啟和資料備份來說不是好的idea。基於以上兩種原因，綜合使用RDB和AOF，能滿足資料備份和快速重啟，也能將資料丟失的風險降到最低。

　　預設情況，Redis是將快照儲存在一個二進位的dump.rdb檔案中。可以配置Redis在最近間隔多少秒內發生多少變化時進行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秒發生1000次變化，則進行RDB持久化。

RDB的工作流程：

1. Redis fork用於持久化的子進程。
2. 子進程將鍵空間資料寫入到臨時的rdb檔案中。
3. 當子進程完成寫入，將替換舊的RDB檔案。

　　 對於AOF方式，需要在設定檔中開啟AOF，配置：appendonly yes。當有寫入命令時，Redis會將其追加到AOF檔案末尾。
　　 可以配置AOF的fsycn策略：

1. 每當一個新命令執行時，即追加。很慢但是很安全
2. 每秒追加一次，足夠快且只丟失一秒的資料
3. 從不fsync，依賴作業系統，非常快但是缺少安全性

建議的策略是每秒追加一次。

使用AOF方式有時可能出現檔案損壞的問題，比如正在寫入AOF檔案時出現斷電情況。這時可以使用redis-check-aof工具修複AOF檔案

redis-check-aof --fix "filename"，然後使用修複後的AOF檔案啟動Redis即可恢複資料。

AOF重寫方式的工作流程：

1. Redis的工作父進程fork子進程。
2. 子進程開始寫一個新的臨時AOF檔案
3. 父進程將新發生的操作全部寫入記憶體緩衝區
4. 當子進程重寫完畢，父進程會受到訊號，並將記憶體緩衝區的內容追加到子進程重寫後的AOF檔案中
5. Redis再重新命名舊的AOF檔案名稱至新的檔案，Redis並將新的操作追加到檔案中。

Redis持久化配置

觸發RDB持久化配置需要在redis.conf中配置：

dir /usr/local/var/redis/dbfilename dump.rdbsave 60 5

觸發AOF持久化配置需要在redis.cong中配置：

appendonly yesappendfilename "appendonly.aof"appendfsync everysec

參考

Redis Persistence
Redis Persistence

Redis（七）持久化(Persistence)