Redis支持RDB和AOF两种持久化机制。持久化功能有效地避免因进程退出造成的数据丢失问题,下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。
RDB:RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程,触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。
触发机制
手动触发分别对应save和bgsave命令
save命令:阻塞当前Redis服务器,知道RDB过程完成为止,对于内存比较大的实例会造成长时间阻塞,线上不建议使用。
DB saved on disk
bgseve命令:Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程有子进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间很短。
* Background saving started by pid 3151
* DB saved on disk
* RDB: 0 MB of memory used by copy-on-write
* Background saving terminated with success
自动触发
以下场景下会触发
1)使用save相关配置,如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时,自动触发bgsave。
2)如果从节点执行全量复制操作,主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点,更多细节见6.3节介绍的复制原理。
3)执行debug reload命令重新加载Redis时,也会自动触发save操作。
4)默认情况下执行shutdown命令时,如果没有开启AOF持久化功能则自动执行bgsave。
流程说明
1)执行bgsave命令,Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程,如RDB/AOF子进程,如果存在bgsave命令直接返回。
2)父进程执行fork操作创建子进程,fork操作过程中父进程会阻塞,通过info stats命令查看latest_fork_usec选项,可以获取最近一个fork操作的耗时,单位为微秒。
3)父进程fork完成后,bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程,可以继续响应其他命令。
4)子进程创建RDB文件,根据父进程内存生成临时快照文件,完成后对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的时间,对应info统计的rdb_last_save_time选项。
5)进程发送信号给父进程表示完成,父进程更新统计信息,具体见info Persistence下的rdb_*相关选项。
RDB文件的处理
保存:RDB文件保存在dir配置指定的目录下,文件名通过dbfilename配置指定,
RDB的优缺点
优点:非常使用于备份,全量赋值等场景。恢复数据远远快于AOF方法
缺点:没办法做到实时持久化/秒级持久化。RDB文件使用特定的二进制格式保存,Redis版本演化过程有多个格式的RDB版本,存在版本不兼容情况。
AOF:以独立日志的方式记录每次写命令,重启时在重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。主要作用:解决了数据持久化的实时性。
使用AOF
开启AOF功能需要设置配置:appendonly yes,默认不开启。文件名通过appendfilename配置设置,默认appendonly.aof。
1)所有的写入命令会追加到aof_buf(缓冲区)中。
2)AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作。
3)随着AOF文件越来越大,需要定期对AOF文件进行重写,达到压缩的目的。
4)当Redis服务器重启时,可以加载AOF文件进行数据恢复。
命令写入
AOF命令写入的内容直接是文本协议格式
文本有良好的兼容性
开启AOF后,所有写入命令都包含追加操作,直接采用协议格式,避免二次处理开销
文本协议具有可读性,方便直接修改处理
AOF为什么把命令追加到aof_buf中?
Redis使用单线程相应命令,如果每次写入AOF文件命令直接追加到硬盘,那么性能完全取决于当前硬盘负载。先写入缓存aof_buf中,可以提供多种缓冲区同步硬盘的策略
文件同步
write操作会触发延迟写(delayed write)机制。Linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘IO性能。write操作在写入系统缓冲区后直接返回。同步硬盘操作依赖于系统调度机制,例如:缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。同步文件之前,如果此时系统故障宕机,缓冲区内数据将丢失。
fsync针对单个文件操作(比如AOF文件),做强制硬盘同步,fsync将阻塞直到写入硬盘完成后返回,保证了数据持久化。
重写机制
随着命令不断写入AOF,文件会越来越大。Redis引入AOF重写机制压缩文件体积。
重写后AOF文件为什么变小
1、进程内已经超时数据不再写入文件
2、旧的AOF文件含有无效命令
3、多条命令合并
重启加载
Redis持久化文件加载流程。