Redis（二）、數據的持久化

Redis數據持久化

第1章 Redis持久化

Redis 提供了多種不一樣級別的持久化方式：

q  RDB 持久化能夠在指定的時間間隔內生成數據集的時間點快照（point-in-time snapshot）。

q  AOF 持久化記錄服務器執行的全部寫操做命令，並在服務器啓動時，經過從新執行這些命令來還原數據集。 AOF 文件中的命令所有以 Redis 協議的格式來保存，新命令會被追加到文件的末尾。 Redis 還能夠在後臺對 AOF 文件進行重寫（rewrite），使得 AOF 文件的體積不會超出保存數據集狀態所需的實際大小。

q  Redis 還能夠同時使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在這種狀況下， 當 Redis 重啓時， 它會優先使用 AOF 文件來還原數據集， 由於 AOF 文件保存的數據集一般比 RDB 文件所保存的數據集更完整。

q  你甚至能夠關閉持久化功能，讓數據只在服務器運行時存在。

第2章 RD--快照

2.1 RDB的優勢

q  RDB 是一個很是緊湊（compact）的文件，它保存了 Redis 在某個時間點上的數據集。 這種文件很是適合用於進行備份： 好比說，你能夠在最近的 24 小時內，每小時備份一次 RDB 文件，而且在每月的每一天，也備份一個 RDB 文件。 這樣的話，即便趕上問題，也能夠隨時將數據集還原到不一樣的版本。

q  RDB 很是適用於災難恢復（disaster recovery）：它只有一個文件，而且內容都很是緊湊，能夠（在加密後）將它傳送到別的數據中心。

q  RDB 能夠最大化 Redis 的性能：父進程在保存 RDB 文件時惟一要作的就是 fork 出一個子進程，而後這個子進程就會處理接下來的全部保存工做，父進程無須執行任何磁盤 I/O 操做。

q  RDB 在恢復大數據集時的速度比 AOF 的恢復速度要快。

2.2 RDB的缺點

q  若是你須要儘可能避免在服務器故障時丟失數據，那麼 RDB 不適合你。 雖然 Redis 容許你設置不一樣的保存點（save point）來控制保存 RDB 文件的頻率， 可是， 由於RDB 文件須要保存整個數據集的狀態， 因此它並非一個輕鬆的操做。 所以你可能會至少 5 分鐘才保存一次 RDB 文件。 在這種狀況下， 一旦發生故障停機， 你就可能會丟失好幾分鐘的數據。

q  每次保存 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做。 在數據集比較龐大時， fork() 可能會很是耗時，形成服務器在某某毫秒內中止處理客戶端； 若是數據集很是巨大，而且 CPU 時間很是緊張的話，那麼這種中止時間甚至可能會長達整整一秒。 雖然 AOF 重寫也須要進行 fork() ，但不管 AOF 重寫的執行間隔有多長，數據的耐久性都不會有任何損失。

2.3 配置RDB快照

2.3.1 快照文件名

在默認的狀況下， Redis 將數據庫快照保存在名字爲 dump.rdb 的二進制文件中。這是由參數dbfilename來決定的。

2.3.2 快照保存策略

以對 Redis 進行設置， 讓它在「 N 秒內數據集至少有 M 個改動」這一條件被知足時， 自動保存一次數據集。

好比說， 如下設置會讓 Redis 在知足「 60 秒內有至少有 1000 個鍵被改動」這一條件時， 自動保存一次數據集：

save 60 1000

默認配置爲：

save 900 1                     
save 300 10
save 60 10000

若是想要關閉快照功能，則只需將以上配置替換爲：

save ""

2.4 RDB快照運做方式

當 Redis 須要保存 dump.rdb 文件時， 服務器執行如下操做：

1. Redis調用 fork() ，同時擁有父進程和子進程。

2. 子進程將數據集寫入到一個臨時 RDB 文件中。

3. 當子進程完成對新 RDB 文件的寫入時，Redis 用新 RDB 文件替換原來的 RDB 文件，並刪除舊的 RDB 文件。

第3章 AOF--追加

3.1 AOF的優勢

q  使用 AOF 持久化會讓 Redis 變得很是耐久（much more durable）：你能夠設置不一樣的 fsync 策略，好比無 fsync ，每秒鐘一次 fsync ，或者每次執行寫入命令時 fsync 。 AOF 的默認策略爲每秒鐘 fsync 一次，在這種配置下，Redis 仍然能夠保持良好的性能，而且就算髮生故障停機，也最多隻會丟失一秒鐘的數據（ fsync 會在後臺線程執行，因此主線程能夠繼續努力地處理命令請求）。

q  AOF 文件是一個只進行追加操做的日誌文件（append only log）， 所以對 AOF 文件的寫入不須要進行 seek ， 即便日誌由於某些緣由而包含了未寫入完整的命令（好比寫入時磁盤已滿，寫入中途停機，等等）， redis-check-aof 工具也能夠輕易地修復這種問題。

q  Redis 能夠在 AOF 文件體積變得過大時，自動地在後臺對 AOF 進行重寫： 重寫後的新 AOF 文件包含了恢復當前數據集所需的最小命令集合。 整個重寫操做是絕對安全的，由於 Redis 在建立新 AOF 文件的過程當中，會繼續將命令追加到現有的 AOF 文件裏面，即便重寫過程當中發生停機，現有的 AOF 文件也不會丟失。 而一旦新 AOF 文件建立完畢，Redis 就會從舊 AOF 文件切換到新 AOF 文件，並開始對新 AOF 文件進行追加操做。

q  AOF 文件有序地保存了對數據庫執行的全部寫入操做， 這些寫入操做以 Redis 協議的格式保存， 所以 AOF 文件的內容很是容易被人讀懂， 對文件進行分析（parse）也很輕鬆。 導出（export） AOF 文件也很是簡單： 舉個例子， 若是你不當心執行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重寫， 那麼只要中止服務器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 並重啓 Redis ， 就能夠將數據集恢復到 FLUSHALL 執行以前的狀態。

3.2 AOF的缺點

q  對於相同的數據集來講，AOF 文件的體積一般要大於 RDB 文件的體積。

q  根據所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能會慢於 RDB 。 在通常狀況下， 每秒 fsync 的性能依然很是高， 而關閉 fsync 可讓 AOF 的速度和 RDB 同樣快， 即便在高負荷之下也是如此。 不過在處理巨大的寫入載入時，RDB 能夠提供更有保證的最大延遲時間（latency）。

q  AOF 在過去曾經發生過這樣的 bug ： 由於個別命令的緣由，致使 AOF 文件在從新載入時，沒法將數據集恢復成保存時的原樣。 （舉個例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾經引發過這樣的 bug 。） 測試套件裏爲這種狀況添加了測試： 它們會自動生成隨機的、複雜的數據集， 並經過從新載入這些數據來確保一切正常。 雖然這種 bug 在 AOF 文件中並不常見， 可是對比來講， RDB 幾乎是不可能出現這種 bug 的。

3.3 配置AOF

3.3.1 AOF功能開啓

經過修改配置文件來打開AOF功能：

appendonly yes

3.3.2 AOF同步策略

咱們能夠配置 Redis 多久纔將數據 fsync 到磁盤一次。

有三個選項：

q  always

每次有新命令追加到 AOF 文件時就執行一次 fsync ：很是慢，也很是安全。

q  everysec

每秒 fsync 一次：足夠快（和使用 RDB 持久化差很少），而且在故障時只會丟失 1 秒鐘的數據。推薦（而且也是默認）的措施爲每秒 fsync 一次， 這種 fsync 策略能夠兼顧速度和安全性

q  no

從不 fsync ：將數據交給操做系統來處理。更快，也更不安全的選擇。

具體參數以下：

appendfsync everysec

3.3.3 AOF重寫

由於 AOF 的運做方式是不斷地將命令追加到文件的末尾， 因此隨着寫入命令的不斷增長， AOF 文件的體積也會變得愈來愈大。舉個例子， 若是你對一個計數器調用了 100 次 INCR ， 那麼僅僅是爲了保存這個計數器的當前值， AOF 文件就須要使用 100 條記錄（entry）。然而在實際上， 只使用一條 SET 命令已經足以保存計數器的當前值了， 其他 99 條記錄實際上都是多餘的。

爲了處理這種狀況， Redis 支持一種有趣的特性： 能夠在不打斷服務客戶端的狀況下， 對 AOF 文件進行重建（rebuild）。執行 BGREWRITEAOF 命令， Redis 將生成一個新的 AOF 文件， 這個文件包含重建當前數據集所需的最少命令。

auto-aof-rewrite-percentage 100

#<==觸發自動重寫所佔的百分比，0表示禁用自動重寫功能

auto-aof-rewrite-min-size 64mb

#<==指定自動重寫AOF文件的最小大小

3.3.4 AOF修復錯誤校驗

服務器可能在程序正在對 AOF 文件進行寫入時停機， 若是停機形成了 AOF 文件出錯（corrupt）， 那麼 Redis 在重啓時會拒絕載入這個 AOF 文件， 從而確保數據的一致性不會被破壞。

當發生這種狀況時， 能夠用如下方法來修復出錯的 AOF 文件：

1、爲現有的 AOF 文件建立一個備份。

2、使用 Redis 附帶的 redis-check-aof 程序，對原來的 AOF 文件進行修復。

$ redis-check-aof --fix

3、（可選）使用 diff -u 對比修復後的 AOF 文件和原始 AOF 文件的備份，查看兩個文件之間的不一樣之處。

4、重啓 Redis 服務器，等待服務器載入修復後的 AOF 文件，並進行數據恢復。

配置參數以下：

aof-load-truncated yes

#<==是否加載被截斷（reids出問題時AOF文件可能被截斷）的AOF日誌。設置yes表示加載被截斷的AOF文件，並經過日誌告知用戶；若是設置爲no，則redis拒絕啓動，須要運行redis-check-aof才能啓動服務。

3.3.5 AOF運做方式

AOF 重寫和 RDB 建立快照同樣，都巧妙地利用了寫時複製機制。

如下是 AOF 重寫的執行步驟：

1、Redis 執行 fork() ，如今同時擁有父進程和子進程。

2、子進程開始將新 AOF 文件的內容寫入到臨時文件。

3、對於全部新執行的寫入命令，父進程一邊將它們累積到一個內存緩存中，一邊將這些改動追加到現有 AOF 文件的末尾： 這樣即便在重寫的中途發生停機，現有的 AOF 文件也仍是安全的。

4、當子進程完成重寫工做時，它給父進程發送一個信號，父進程在接收到信號以後，將內存緩存中的全部數據追加到新 AOF 文件的末尾。

5、搞定！如今 Redis 原子地用新文件替換舊文件，以後全部命令都會直接追加到新 AOF 文件的末尾。

第4章 RDB和AOF之間的切換

在 Redis 2.2 或以上版本，能夠在不重啓的狀況下，從 RDB 切換到 AOF ：

1、爲最新的 dump.rdb 文件建立一個備份。

2、將備份放到一個安全的地方。

3、執行如下兩條命令：

redis-cli> CONFIG SET appendonly yes
redis-cli> CONFIG SET save ""

4、確保命令執行以後，數據庫的鍵的數量沒有改變。

5、確保寫命令會被正確地追加到 AOF 文件的末尾。

步驟 3 執行的第一條命令開啓了 AOF 功能： Redis 會阻塞直到初始 AOF 文件建立完成爲止， 以後 Redis 會繼續處理命令請求， 並開始將寫入命令追加到 AOF 文件末尾。

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， 也能夠同時使用 RDB 和 AOF 這兩種持久化功能。

注：別忘了在 redis.conf 中打開 AOF 功能！ 不然的話， 服務器重啓以後， 以前經過 CONFIG SET 設置的配置就會被遺忘， 程序會按原來的配置來啓動服務器。