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[Redis] 关于Redis数据持久化的概念先容

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查看104 | 回复13 | 2021-9-13 23:47:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
目次

一、数据持久化的概述

Redis是内存数据库,数据都是存储在内存中,为了避免服务器断电等缘故原由 导致Redis进程 非常 退出后数据的永世 丢失,必要 定期将Redis中的数据以某种情势 (或命数据令)从内存保存到硬盘;当下次Redis重启时,使用 持久化文件实现数据恢复。除此之外,为了举行 劫难 备份,可以将持久化文件拷贝到一个长途 位置(NFS) 。

Redis提供两种方式举行 持久化:
RDB持久化:原理是将Reids在内存中的数据库记录定时保存到磁盘上。(类似 快照)

AOF持久化(append only file):原理是将Reids的操作日志 以追加的方式写入文件,类似 于MySQL的binlogo(基于日志 持久化方式)

由于AOF持久化的及时 性更好,即当进程 不测 退出时丢失的数据更少(一样寻常 设置每秒保存一次),因此AOF是现在 主流的持久化方式,RDB持久化基本都会开启(用于集群)

在这里插入图片形貌

1、RDB持久化

(1)RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中当进步 程 中的数据天生 快照保存到硬盘(因此也称作快照持久化),用二进制压缩存储,保存的文件后缀是rdb;当Redis重新启动时,可以读取快照文件恢复数据。

  1. Redis数据库文件,全称Redis DataBase
  2. -数据持久化方式之一
  3. -数据持久化默认方式
  4. -按照指定时间间隔,将内存中的数据集快照写入硬盘-快照术语叫Snapshot
  5. - 恢复时,将快照文件直接读入内存
  6. ·定义RDB文件名
  7. - dbfilename "dump.rdb" #文件名
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(2)触发保存

  1. 优化设置,数据从内存保存到硬盘的频率
  2. - save 900 1 #15分钟且有1个key改变时保存
  3. - save 300 10 #5分钟且有10个key改变时
  4. - save 60 10000 #1分钟且有10000个key改变时
  5. 手动进行存盘
  6. - save #阻塞写存盘,保存过程中redis不允许写入新数据
  7. - bgsave #不阻塞写存盘
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vim /etc/redis/6379.conf

  1. #----219行----以下三个save条件满足任意一个时,都会引起bgsave的调用
  2. save 900 1 :当时间到900秒时,如果redis数据发生了至少1次变化,则执行bgsave
  3. save 300 10 :当时间到300秒时,如果redis数据发生了至少10次变化,则执行bgsave
  4. save 60 10000 :当时间到60秒时,如果redis数据发生了至少10000次变化,则执行bgsave
  5. #----242行----是否开启RDB文件压缩
  6. rdbcompression yes
  7. #----254行----指定RDB文件名
  8. dbfilename dump.rdb
  9. #----264行----指定RDB文件和AOF文件所在目录
  10. dir /var/lib/redis/6379
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(3)其他主动 触发机制
除了save m n 以外,还有一些其他环境 会触发bgsave:
在主从复制场景下,假如 从节点实验 全量复制操作,则主节点会实验 bgsave下令 ,并将rdb文件发送给从节点。

实验 shutdown关闭下令 时,也主动 实验 rdb持久化。

(4)实验 流程:

在这里插入图片形貌

  1. 使用RDB文件恢复数据
  2. ·备份数据
  3. -备份dump.rdb 文件到其他位置
  4. ]# cp 数据库目录/dump.rdb 备份目录
  5. ·恢复数据
  6. -拷贝备份文件到数据库目录,重启redis服务
  7. ]#cp 备份目录/dump.rdb 数据库目录/
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(4) 启动时加载

RDB文件的载入工作是在服务器启动时主动 实验 的,并没有专门的下令 。但是由于AOF的优先级更高,因此当AOF开启时,Redis会优先载入 AOF文件来恢复数据;只有当AOF关闭时,才会在Redis服务器启动时检测RDB文件,并主动 载入。服务器载入RDB文件期间处于壅闭 状态,直到载入完成为止。
Redis(AOF关闭的时间 )载入RDB文件时,会对RDB文件举行 校验,假如 文件破坏 ,则日志 中会打印错误,Redis启动失败

.AOF 持久化
RDB持久化是将进程 数据写入文件,而AOF持久化,则是将Redis实验 的每次写、删除下令 记录到单独的日志 文件中,查询操作不会记录; 当Redis重启时再次实验 AOF文件中的下令 来恢复数据。
与RDB相比,AOF的及时 性更好,因此已成为主流的持久化方案。

2、开启AOF

Redis服务器默认开启RDB,关闭AOF;要开启AOF,必要 在设置 文件中设置 :
(1)、修改设置 文件
vim /etc/redis/6379.conf

  1. ①Redis父进程首先判断:当前是否在执行save,或bgsave/bgrewriteaof的子进程,如果在执行则bgsave命令直接返回。 bgsave/bgrewriteaof的子进程不能同时执行,主要是基于性能方面的考虑:两个并发的子进程同时执行大量的磁盘写操作,可能引起严重的性能问题。
  2. ②父进程执行fork操作创建子进程,这个过程中父进程是阻塞的,Redis不能执行来自客户端的任何命令
  3. ③父进程fork后,bgsave命令返回”Background saving started”信息并不再阻塞父进程,并可以响应其他命令
  4. ④子进程创建RDB文件,根据父进程内存快照生成临时快照文件,完成后对原有文件进行原子替换
  5. ⑤子进程发送信号给父进程表示完成,父进程更新统计信息
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(2)、实验 流程

  1. #----700行----修改;开启AOF
  2. appendonly yes
  3. #----704行----指定AOF文件名称
  4. appendfilename "appendonly.aof"
  5. #----796行----是否忽略最后一条可能存在问题的指令
  6. aof-load-truncated yes
  7. #指redis在恢复时,会忽略最后一条可能存在问题的指令,默认为yes,即在aof写入时,可能存在指令错误的问题(突然断电导致未执行结束),这种情况下,yes会log并继续,而no会直接恢复失败
  8. /etc/init.d/redis_6379 restart
  9. #需要先取消密码
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文件重写的触发,分为手动触发和主动 触发:

手动触发:直接调用bgrewriteaof下令 ,该下令 的实验 与bgsave有些类似 :都是fork子进程 举行 具体 的工作,且都只有在fork时壅闭 。

主动 触发:通过设置auto-aof-rewrite-min-size选项和auto-aof-rewrite-percentage选项来主动 实验 BGREWRITEAOF。 只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个选项同时满足 时,才会主动 触发AOF重写,即bgrewriteaof操作。

  1. 由于需要记录Redis的每条写命令,因此AOF不需要触发,下面介绍AOF的执行流程。
  2. AOF的执行流程包括:
  3. 命令追加(append):将Redis的写命令追加到缓冲区aof_buf
  4. 文件写入(write)和文件同步(sync):根据不同的同步策略将aof_buf中的内容同步到硬盘
  5. 文件重写(rewrite):定期重写AOF文件,达到压缩的目的
  6. ①、命令追加(append)
  7. Redis先将写命令追加到缓冲区,而不是直接写入文件,主要是为了避免每次有写命令都直接写入硬盘,导致硬盘IO成为Redis负载的瓶颈。
  8. 命令追加的格式是Redis命令请求的协议格式,它是一种纯文本格式,具有兼容性好、可读性强、容易处理、操作简单避免二次开销等优点。在AOF文件中,除了用于指定数据库的select命令(如select 0为选中0号数据库)是由Redis添加的,其他都是客户端发送来的写命令。
  9. ②、文件写入(write)和文件同步(sync)
  10. Redis提供了多种AOF缓存区的同步文件策略,策略涉及到操作系统的 write 函数和 fsync 函数,说明如下:
  11. 为了提高文件写入效率,在现代操作系统中,当用户调用write函数将数据写入文件时,操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里,当缓冲区被填满或超过了指定时限后,才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率,但也带来了安全问题:如果计算机停机,内存缓冲区中的数据会丢失;因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数,可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里,从而确保数据的安全性。
  12. AOF缓存区的同步文件策略存在三种同步方式,它们分别是:(vim /etc/redis/6379.conf ----》 729行 )
  13. appendfsync always: 命令写入aof_buf后立即调用系统fsync操作同步到AOF文件,fsync完成后线程返回。这种情况下,每次有写命令都要同步到AOF文件,硬盘IO成为性能瓶颈,Redis只能支持大约几百TPS写入,严重降低了Redis的性能;即便是使用固态硬盘(SSD),每秒大约也只能处理几万个命令,而且会大大降低SSD的寿命。
  14. appendfsync no: 命令写入aof_buf后调用系统write操作,不对AOF文件做fsync同步;同步由操作系统负责,通常同步周期为30秒。这种情况下,文件同步的时间不可控,且缓冲区中堆积的数据会很多,数据安全性无法保证。
  15. appendfsync everysec: 命令写入aof_buf后调用系统write操作,write完成后线程返回;fsync同步文件操作由专门的线程每秒调用一次。everysec是前述两种策略的折中,是性能和数据安全性的平衡,因此是Redis的默认配置,也是我们推荐的配置。
  16. ③、文件重写(rewrite)
  17. 随着时间流逝,Redis服务器执行的写命令越来越多,AOF文件也会越来越大;过大的AOF文件不仅会影响服务器的正常运行,也会导致数据恢复需要的时间过长。
  18. 文件重写是指定期重写AOF文件,减小AOF文件的体积。
  19. AOF重写是把Redis进程内的数据转化为写命令,同步到新的AOF文件
  20. 不会对旧的AOF文件进行任何读取、写入操作
  21. 对于AOF持久化来说,文件重写虽然是强烈推荐的,但并不是必须的;即使没有文件重写,数据也可以被持久化并在Redis启动的时候导入;因此在一些实现中,会关闭自动的文件重写,然后通过定时任务在每天的某一时刻定时执行。
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  1. 文件重写之所以能够压缩AOF文件,原因在于:
  2.  过期的数据不再写入文件
  3.  无效的命令不再写入文件:如有些数据被重复设值(set mykey v1, set mykey v2)、有些数据被删除了(sadd myset v1, del myset)等。
  4.  多条命令可以合并为一个:如sadd myset v1, sadd myset v2, sadd myset v3可以合并为sadd myset v1 v2 v3。
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文件重写的触发,分为手动触发和主动 触发:

手动触发:直接调用bgrewriteaof下令 ,该下令 的实验 与bgsave有些类似 :都是fork子进程 举行 具体 的工作,且都只有在fork时壅闭 。

主动 触发:通过设置auto-aof-rewrite-min-size选项和auto-aof-rewrite-percentage选项来主动 实验 BGREWRITEAOF。 只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个选项同时满足 时,才会主动 触发AOF重写,即bgrewriteaof操作。

  1. auto-aof-rewrite-percentage 100 :当前AOF文件大小(即aof_current_size)是上次日志重写时AOF文件大小(aof_base_size)两倍时,发生BGREWRITEAOF操作
  2. auto-aof-rewrite-min-size 64mb :当前AOF文件执行BGREWRITEAOF命令的最小值,避免刚开始启动Reids时由于文件尺寸较小导致频繁的BGREWRITEAOF
  3. vim /etc/redis/6379.conf
  4. #----729行----
  5. auto-aof-rewrite-percentage 100
  6. #当前AOF文件大小(即aof_current_size)是上次日志重写时AOF文件大小(aof_base_size)的两倍时,发生bgrewriteaof操作
  7. auto-aof-rewrite-min-size 64mb
  8. #当前AOF文件执行bgrewriteaof命令的最小值,避免刚开始启动redis时由于文件尺寸较小导致频繁的bgrewriteaof
  9. 注意:
  10. 重写由父进程fork子进程进行
  11. 重写期间Redis执行的写命令,需要追加到新的AOF文件中,为此Redis引入了aof_rewrite_buf缓存。
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(3)、文件重写的流程如下

Redis父进程 起首 判断 当前是否存在正在实验 bgsave/bgrewriteaof的子进程 ,假如 存在则bgrewriteaof下令 直接返回,假如 存在 bgsave下令 则等bgsave实验 完成后再实验 。
父进程 实验 fork操作创建子进程 ,这个过程中父进程 是壅闭 的。
父进程 fork后,bgrewriteaof下令 返回”Background append only file rewrite started”信息并不再壅闭 父进程 , 并可以相应 其他下令 。Redis的全部 写下令 依然写入AOF缓冲区,并根据appendfsync策略同步到硬盘,保证原有AOF机制的精确 。
由于fork操作使用 写时复制技术,子进程 只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程 依然在相应 下令 ,因此Redis使用 AOF重写缓冲区(aof_rewrite_buf)保存这部分数据,防止新AOF文件天生 期间丢失这部分数据。也就是说,bgrewriteaof实验 期间,Redis的写下令 同时追加到aof_buf和aof_rewirte_buf两个缓冲区。
子进程 根据内存快照,按照下令 合并规则写入到新的AOF文件。
子进程 写完新的AOF文件后,向父进程 发信号,父进程 更新统计信息,具体 可以通过info persistence查看。
父进程 把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件,如许 就保证了新AOF文件所保存的数据库状态和服务器当前状态划一 。
使用 新的AOF文件更换 老文件,完成AOF重写。

(4)、启动时加载
当AOF开启时,Redis启动时会优先载入AOF文件来恢复数据;只有当AOF关闭时,才会载入RDB文件恢复数据。
当AOF开启,但AOF文件不存在时,即使RDB文件存在也不会加载。
Redis载入AOF文件时,会对AOF文件举行 校验,假如 文件破坏 ,则日志 中会打印错误,Redis启动失败。但假如 是AOF文件末端 不完备 (机器忽然 宕机等轻易 导致文件尾部不完备 ),且aof-load-truncated参数开启,则日志 中会输出告诫 ,Redis忽略掉AOF文件的尾部,启动成功。aof-load-truncated参数默认是开启的。

二 .RDB 和 AOF 的优缺点

 1、 RDB 持久化优缺点

长处 :RDB文件紧凑,体积小,网络传输快,得当 全量复制;恢复速率 比AOF快很多。当然,与AOF相比,RDB最告急 的长处 之一是对性能的影响相对较小。
缺点:RDB文件的致命缺点在于其数据快照的持久化方式决定了必然做不到及时 持久化,而在数据越来越告急 的本日 ,数据的大量丢失很多时间 是无法担当 的,因此AOF持久化成为主流。此外,RDB文件必要 满足 特定格式,兼容性差(如老版本的Redis不兼容新版本的RDB文件)。
对于RDB持久化,一方面是bgsave在举行 fork操作时Redis主进程 会壅闭 ,另一方面,子进程 向硬盘写数据也会带来IO压力。

2、 AOF 持久化优缺点

与RDB持久化相对应,AOF的长处 在于支持秒级持久化、兼容性好,缺点是文件大、恢复速率 慢、对性能影响大。
对于AOF持久化,向硬盘写数据的频率大大进步 (everysec策略下为秒级),IO压力更大,以致 大概 造成AOF追加壅闭 标题 。
AOF文件的重写与RDB的bgsave类似 ,会有fork时的壅闭 和子进程 的IO压力标题 。相对来说,由于AOF向硬盘中写数据的频率更高,因此对 Redis主进程 性能的影响会更大
.Redis 性能管理
9.1查看Redis内存使用

redis-cli -h 192.168.184.10 -p 6379 #登录
info memory #输入指令举行 查看

9.2内存碎片率
操作体系 分配的内存值used_memory_rss除以Redis使用 的内存值used_memory计算得出内存碎片是由操作体系 低效的分配/回收物理内存导致的(不一连 的物理内存分配)
跟踪内存碎片率对明白 Redis实例的资源性能黑白 常告急 的:
内存碎片率稍大于1是合理的,这个值表示内存碎片率比较低
内存碎片率超过1.5,阐明 Redis斲丧 了实际 必要 物理内存的150%,此中 50%是内存碎片率。必要 在redis-cli工具上输入shutdown save 下令 ,并重启 Redis 服务器。
内存碎片率低于1的,阐明 Redis内存分配超出了物理内存,操作体系 正在举行 内存交换。必要 增长 可用物理内存或减少 Redis 内存占用。

9.3内存使用 率
redis实例的内存使用 率超过可用最大内存,操作体系 将开始举行 内存与swap空间交换。
避免内存交换发生的方法:
(1)针对缓存数据大小选择安装 Redis 实例
(2)尽大概 的使用 Hash数据布局 存储
(3)设置key的过期时间

9.4 内回收key
保证合理分配redis有限的内存资源。
当达到设置的最大阀值时,需选择一种key的回收策略,默认环境 下回收策略是克制 删除。

设置 文件中修改 maxmemory-policy 属性值:

vim /etc/redis/6379.conf

  1. #----598取消注释----
  2. maxmemory-policy noenviction
  3. volatile-lru :使用LRU算法从已设置过期时间的数据集合中淘汰数据
  4. volatile-ttl :从已设置过期时间的数据集合中挑选即将过期的数据淘汰
  5. volatile-random :从已设置过期时间的数据集合中随机挑选数据淘汰
  6. allkeys-lru :使用LRU算法从所有数据集合中淘汰数据
  7. allkeys-random :从数据集合中任意选择数据淘汰
  8. noenviction :禁止淘汰数据
复制代码

到此这篇关于关于Redis数据的持久化的概念先容 的文章就先容 到这了,更多干系 Redis数据持久化内容请搜刮 脚本之家从前 的文章或继续欣赏 下面的干系 文章盼望 大家以后多多支持脚本之家!


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avatar 散粉的火把煌 | 2021-9-20 13:36:12 | 显示全部楼层
admin楼主,我告诉你一个你不知道的的秘密,有一个牛逼的源码论坛他的站点都是商业源码,还是免费下载的那种!特别好用。访问地址:http://www.mxswl.com 猫先森网络
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avatar 123457549 | 2021-9-21 05:59:00 | 显示全部楼层
我和我的小伙伴都惊呆了!
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avatar 祖国统一富强 | 2021-9-25 21:08:36 | 显示全部楼层
admin楼主很有激情啊!
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avatar 海上灵光Y8 | 2021-9-25 21:08:39 | 显示全部楼层
收藏了,改天让朋友看看!
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avatar 升密示 | 2021-9-26 22:36:07 | 显示全部楼层
青春不在了,青春痘还在!
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avatar 安夕萌mdj | 2021-10-4 10:00:42 | 显示全部楼层
太邪乎了吧?
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avatar 陈嘉凯 | 2021-10-11 14:09:06 | 显示全部楼层
态度决定一切,不错!
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avatar 润唇膏贡 | 2021-10-11 14:28:40 | 显示全部楼层
一口气看完了,我要下去回味回味了!
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很有品味!
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