Redis系列--持久化方式(二)

Redis提供了将数据定期自动持久化至硬盘的能力,包括RDB和AOF两种方案,两种方案分别有其长处和短板,可以配合起来同时运行,确保数据的稳定性。另外Redis的数据持久化机制是可以关闭的。如果你只把Redis作为缓存服务使用,Redis中存储的所有数据都不是该数据的主体而仅仅是同步过来的备份,那么可以关闭Redis的数据持久化机制。

但通常来说,仍然建议至少开启RDB方式的数据持久化,因为:

  • RDB方式的持久化几乎不损耗Redis本身的性能,在进行RDB持久化时,Redis主进程唯一需要做的事情就是fork出一个子进程,所有持久化工作都由子进程完成
  • Redis无论因为什么原因crash掉之后,重启时能够自动恢复到上一次RDB快照中记录的数据。这省去了手工从其他数据源(如DB)同步数据的过程,而且要比其他任何的数据恢复方式都要快
  • 现在硬盘那么大,真的不缺那一点地方

1.RDB(全名:redis database)

采用RDB持久方式,Redis会定期保存数据快照至一个rbd文件中,并在启动时自动加载rdb文件,恢复之前保存的数据。可以在配置文件中配置Redis进行快照保存的时机:

save [seconds] [changes]

因为在[seconds]秒内如果发生了[changes]次数据修改,则进行一次RDB快照保存,例如

save 60 100

会让Redis每60秒检查一次数据变更情况,如果发生了100次或以上的数据变更,则进行RDB快照保存。

可以配置多条save指令,让Redis执行多级的快照保存策略。

Redis默认开启RDB快照,默认的RDB策略如下:

save 900 1 save 300 10 save 60 10000

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也可以通过BGSAVE命令手工触发RDB快照保存。

RDB的优点:

  • 对性能影响最小。如前文所述,Redis在保存RDB快照时会fork出子进程进行,几乎不影响Redis处理客户端请求的效率。
  • 每次快照会生成一个完整的数据快照文件,所以可以辅以其他手段保存多个时间点的快照(例如把每天0点的快照备份至其他存储媒介中),作为非常可靠的灾难恢复手段。
  • 使用RDB文件进行数据恢复比使用AOF要快很多。

RDB的缺点:

  • 快照是定期生成的,所以在Redis crash时或多或少会丢失一部分数据。
  • 如果数据集非常大且CPU不够强(比如单核CPU),Redis在fork子进程时可能会消耗相对较长的时间(长至1秒),影响这期间的客户端请求。

适用场景:适合大规模的数据恢复,如果业务对数据完整性和一致性要求不高,RDB是很好的选择。

2.AOF(全名:append only file)

采用AOF持久方式时,Redis会把每一个写请求都记录在一个日志文件里。在Redis重启时,会把AOF文件中记录的所有写操作顺序执行一遍,确保数据恢复到最新。

AOF默认是关闭的,如要开启,进行如下配置:

appendonly yes

AOF提供了三种fsync配置,always/everysec/no,通过配置项[appendfsync]指定:

  • appendfsync no:不进行fsync,将flush文件的时机交给OS决定,速度最快
  • appendfsync always:每写入一条日志就进行一次fsync操作,数据安全性最高,但速度最慢
  • appendfsync everysec:折中的做法,交由后台线程每秒fsync一次

随着AOF不断地记录写操作日志,必定会出现一些无用的日志,例如某个时间点执行了命令SET key1 "abc",在之后某个时间点又执行了SET key1 "bcd",那么第一条命令很显然是没有用的。大量的无用日志会让AOF文件过大,也会让数据恢复的时间过长。所以Redis提供了AOF rewrite功能,可以重写AOF文件,只保留能够把数据恢复到最新状态的最小写操作集。

AOF rewrite可以通过BGREWRITEAOF命令触发,也可以配置Redis定期自动进行:

auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb

上面两行配置的含义是,Redis在每次AOF rewrite时,会记录完成rewrite后的AOF日志大小,当AOF日志大小在该基础上增长了100%后,自动进行AOF rewrite。同时如果增长的大小没有达到64mb,则不会进行rewrite。

AOF的优点:

  • 最安全,在启用appendfsync always时,任何已写入的数据都不会丢失,使用在启用appendfsync everysec也至多只会丢失1秒的数据。
  • AOF文件在发生断电等问题时也不会损坏,即使出现了某条日志只写入了一半的情况,也可以使用redis-check-aof工具轻松修复。
  • AOF文件易读,可修改,在进行了某些错误的数据清除操作后,只要AOF文件没有rewrite,就可以把AOF文件备份出来,把错误的命令删除,然后恢复数据。

AOF的缺点:

  • AOF文件通常比RDB文件更大
  • 性能消耗比RDB高
  • 数据恢复速度比RDB慢

适用场景:数据的完整性和一致性更高,不足之处在于:AOF记录的内容多,文件会越来越大,数据恢复也会越来越慢

内存管理

最大内存设置,默认情况下,在32位OS中,Redis最大使用3GB的内存,在64位OS中则没有限制。

在使用Redis时,应该对数据占用的最大空间有一个基本准确的预估,并为Redis设定最大使用的内存。否则在64位OS中Redis会无限制地占用内存(当物理内存被占满后会使用swap空间),容易引发各种各样的问题。

通过如下配置控制Redis使用的最大内存:

maxmemory 100MB

在内存占用达到了maxmemory后,再向Redis写入数据时,Redis会:

  • 根据配置的数据淘汰策略尝试淘汰数据,释放空间
  • 如果没有数据可以淘汰,或者没有配置数据淘汰策略,那么Redis会对所有写请求返回错误,但读请求仍然可以正常执行

在为Redis设置maxmemory时,需要注意:

  • 如果采用了Redis的主从同步,主节点向从节点同步数据时,会占用掉一部分内存空间,如果maxmemory过于接近主机的可用内存,导致数据同步时内存不足。所以设置的maxmemory不要过于接近主机可用的内存,留出一部分预留用作主从同步。

数据淘汰机制

Redis提供了5种数据淘汰策略:(后续可能会写一遍文章利用代码来实现以下的各种算法策略)

  • volatile-lru:使用LRU算法进行数据淘汰(淘汰上次使用时间最早的,且使用次数最少的key),只淘汰设定了有效期的key
  • allkeys-lru:使用LRU算法进行数据淘汰,所有的key都可以被淘汰
  • volatile-random:随机淘汰数据,只淘汰设定了有效期的key
  • allkeys-random:随机淘汰数据,所有的key都可以被淘汰
  • volatile-ttl:淘汰剩余有效期最短的key

个人感觉最多的是根据时间的有效期进行数据淘汰机制

最好为Redis指定一种有效的数据淘汰策略以配合maxmemory设置,避免在内存使用满后发生写入失败的情况。

一般来说,推荐使用的策略是volatile-lru,并辨识Redis中保存的数据的重要性。对于那些重要的,绝对不能丢弃的数据(如配置类数据等),应不设置有效期,这样Redis就永远不会淘汰这些数据。对于那些相对不是那么重要的,并且能够热加载的数据(比如缓存最近登录的用户信息,当在Redis中找不到时,程序会去DB中读取),可以设置上有效期,这样在内存不够时Redis就会淘汰这部分数据。

配置方法:

maxmemory-policy volatile-lru #默认是noeviction,即不进行数据淘汰

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转载自blog.csdn.net/zhuyanlin09/article/details/86584714