Redis 的读写都是在内存中进行的,所以它的性能高。而当我们的服务器断开或者重启的时候,数据就会消失,那么我们该怎么解决这个问题呢?
其实 Redis 已经为我们提供了一种持久化的机制,分别是RDB
和AOF
两种方式,接下来跟着我一起看看这两个锦囊都是怎么保证数据的持久化的。
持久化
由于 Redis 是基于内存的数据库,所以当服务器出现故障的时候,我们的数据就得不到安全保障。
这个时候就需要将内存中的数据存储到磁盘中,当我们服务器重启时,便可以通过磁盘来恢复数据,这个过程就叫做 Redis 持久化。
Redis持久化
RDB
简介
RDB全称Redis Database Backup file
(Redis数据备份文件),也可以称为Redis数据快照。
RDB 文件是一个经过压缩的二进制文件(默认:dump.rdb);
RDB 文件保存在硬盘里;
通过保存数据库中的键值对来记录数据库状态。
创建
当 Redis 持久化时,程序会将当前内存中的数据库状态保存到磁盘中。
创建
创建 RDB 文件主要有两个 Redis 命令:SAVE
和BGSAVE
。
SAVE
同步操作,执行命令时,会阻塞Redis 服务器进程,拒绝客户端发送的命令请求。
代码示例:
defSAVE():#创建RDB文件rdbSave()
图示:
Save命令
BGSAVE
异步操作,执行命令时,子进程执行保存工作,服务器还可以继续让主线程处理客户端发送的命令请求。
代码示例:
defBGSAVE():#创建子进程pid=fork()ifpid==0:#子进程负责创建RDB文件rdbSave()#完成之后向父进程发送信号signal_parent()elifpid>0:#父进程继续处理命令请求,并通过轮训等待子进程的信号handle_request_and_wait_signal()else:handle_fork_error()
图示:
bgSave命令
载入
载入工作在服务器启动时自动执行。
载入
服务器在载入 RDB 文件期间,会一直处于阻塞状态,直到载入工作完成为止。
主要设置
Redis 允许用户通过设置服务器配置的 save 选项,让服务器每隔一段时间自动执行一次 BGSAVE 命令。
设置保存条件
提供配置如下:
save9001save30010
在这种情况下,只要满足以下条件中的一个,BGSAVE 命令就会被执行:
服务器在 900 秒之内,对数据库进行了至少 1 次修改了;
服务器在 300 秒之内,对数据库进行了至少 10 次修改。
saveparams
服务器程序会根据 save 选项所设置的保存条件,设置服务器状态 redisServer 结构的saveparams
属性。
saveparams
属性是一个数组;
数组中的每一个元素都是一个saveparam
结构;
每个saveparam
结构都保存了一个save
选项设置的保存条件。
structsaveparam{//秒数time_tseconds;//修改数intchanges;}
dirty
dirty
计数器记录距离上一次成功执行 SAVE 命令或 BGSAVE 命令之后,服务器对数据库状态进行了多少次修改(包括写入、删除、更新等操作)。
lastsave
是一个UNINX
时间戳,记录了服务器上一次成功执行 SAVE 命令或者 BGSAVE 命令的时间。
检查保存条件是否满足
服务器周期性操作函数serverCron
(该函数对正在运行的服务器进行维护)默认每隔 100 毫秒就会执行一次,其中一项工作就是检查 save 选项所设置的保存条件是否已经满足,满足的话就执行 BGSAVE 命令。
代码示例:
defserverCron():#....#遍历所有保存条件forsaveparaminserver.saveparams:#计算距离上次执行保存操作有多少秒save_interval=unixtime_now()-server.lastsave#如果数据库状态的修改次数超过条件所设置的次数#如果距离上次保存的时间超过条件所设置的时间ifserver.dirty>=saveparam.changesandsave_interval>saveparam.seconds:BGSAVE()
默认配置
RDB 文件默认的配置如下:
################################SNAPSHOTTING##################################SavetheDBondisk:#在给定的秒数和给定的对数据库的写操作数下,自动持久化操作。#save<seconds><changes>#save9001save30010save6010000#bgsave发生错误时是否停止写入,一般为yesstop-writes-on-bgsave-erroryes#持久化时是否使用LZF压缩字符串对象?rdbcompressionyes#是否对rdb文件进行校验和检验,通常为yesrdbchecksumyes#RDB持久化文件名dbfilenamedump.rdb#持久化文件存储目录dir./
AOF
简介
AOF全称为Append Only File
(追加日志文件)。日志是写后日志,Redis 是先执行命令,把数据写入内存,然后才记录日志。
写后日志
通过保存 Redis 服务器所执行的写命令来记录数据库状态;
写入 AOF 文件的所有命令都是以 Redis 的命令请求协议格式保存的。
实现
AOF 持久化流程实现主要是通过以下流程来实现的:
AOF流程
命令追加
若 AOF 持久化功能处于打开状态,服务器在执行完一个命令后,会以协议格式将被执行的写命令追加到服务器状态的aof_buf
缓冲区的末尾。
文件同步
服务器每次结束一个事件循环之前,都会调用flushAppendOnlyFile
函数,这个函数会考虑是否需要将aof_buf
缓冲区中的内容写入和保存到 AOF 文件里。
flushAppendOnlyFile
函数执行以下流程:
WRITE:根据条件,将 aof_buf 中的缓存写入到 AOF 文件;
SAVE:根据条件,调用 fsync 或 fdatasync 函数,将 AOF 文件保存到磁盘中。
这个函数是由服务器配置的appendfsync
的三个值:always、everysec、no
来影响的,也被称为三种策略。
Always
每条命令都会 fsync 到硬盘中,这样 redis 的写入数据就不会丢失。
Always
everysec
每秒都会刷新缓冲区到硬盘中(默认值)。
everysec
no
根据当前操作系统的规则决定什么时候刷新到硬盘中,不需要我们来考虑。
no
数据加载
创建一个不带网络连接的伪客户端;
从 AOF 文件中分析并读取出一条写命令;
使用伪客户端执行被读出的写命令;
一直执行步骤 2 和 3,直到 AOF 文件中的所有写命令都被处理完毕为止。
文件重写
为何需要文件重写:
为了解决 AOF 文件体积膨胀的问题;
通过重写创建一个新的 AOF 文件来替代现有的 AOF 文件,新的 AOF 文件不会包含任何浪费空间的冗余命令。
实现
文件重写的实现原理:
不需要对现有的 AOF 文件进行任何操作;
从数据库中直接读取键现在的值;
用一条命令记录键值对,从而代替之前记录这个键值对的多条命令。
后台重写
为不阻塞父进程,Redis 将 AOF 重写程序放到子进程里执行。
在子进程执行 AOF 重写期间,服务器进程需要执行三个流程:
执行客户端发来的命令;
将执行后的写命令追加到 AOF 缓冲区;
将执行后的写命令追加到 AOF 重写缓冲区。
服务器流程
默认配置
AOF 文件默认的配置如下:
##############################APPENDONLYMODE################################开启AOF持久化方式appendonlyno#AOF持久化文件名appendfilename"appendonly.aof"#每秒把缓冲区的数据fsync到磁盘appendfsynceverysec#appendfsyncno#是否在执行重写时不同步数据到AOF文件no-appendfsync-on-rewriteno#触发AOF文件执行重写的增长率auto-aof-rewrite-percentage100#触发AOF文件执行重写的最小sizeauto-aof-rewrite-min-size64mb#redis在恢复时,会忽略最后一条可能存在问题的指令aof-load-truncatedyes#是否打开混合开关aof-use-rdb-preambleyes
总结
通过以上的简介,想必大家都对 Redis 持久化有了大致的了解,那么这两种方式,我们该如何选择呢?
对于大中型的应用,我们既想保证数据完整性又想保证高效率,就应该结合使用 RDB 和 AOF 两种方式;
如果只是需要保证数据的完整性,保护数据不会丢失,那么优先使用 AOF 方式;
如果是处理大规模的数据恢复,追求更高更快的效率的话,优先使用 RDB 方式。
也可以参照下图进行选择:
主要对比
有道无术,术可成;有术无道,止于术
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