Redis持久化机制

Redis支持RDB和AOF两种持久化机制,持久化功能有效得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文件即可实现数据恢复。
一、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,分为手动触发和自动触发:
手动触发有save和bgsave两种命令:
save命令:阻塞当前Redis服务器,直到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,线上环境不建议使用。(已废弃)
bgsave命令:针对save阻塞问题做的优化。Redis进程执行fork操作创建子进程,RDB持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段,一般时间很短。具体流程如下:
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,可以继续相应其他命令;
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,对于info统计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。
自动触发:
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。
3)执行debug reload命令重新加载Redis,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。
二、AOF
AOF(append only file)持久化:以独立日志的方式记录每次写命令,重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性。
AOF的工作流程:命令写入(append)、文件同步(sync)、文件重写(rewrite)、重启加载(load):
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。(AOF持久化开启且存在AOF文件时,优先加载AOF文件)
AOF重写过程可以手动触发和自动触发,流程如下:
1)执行AOF重写请求;
如果当前进程正在执行bgsave操作,重写命令延迟到bgsave完成之后再执行。
2)父进程执行fork创建子进程,开销等同于bgsave过程;
3.1)主进程fork操作完成后,继续响应其他命令。所有修改命令依然写入AOF缓冲区并根据appendfsync策略同步到硬盘,保证原有AOF机制正确性。
3.2)由于fork操作运用写时复制技术,子进程只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程依然响应命令,Redis使用“AOF重写缓冲区”保存这部分新数据,防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。
4)子进程根据内存快照,按照命令合并规则写入到新的AOF文件。每次批量写入硬盘数据量由配置aof-rewrite-incremental-fsync控制,默认为32MB,防止单次刷盘数据过多造成硬盘阻塞。
5.1)新AOF文件写入完成后,子进程发送信号给父进程,父进程更新统计信息,具体见info persistence下的aof_*相关统计。
5.2)父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件。
5.3)使用新的AOF文件替换老文件,完成AOF重写。
三、RDB和AOF的区别:
RDB使用一次性生成内存快照的方式,产生的文件紧凑压缩比更高,因此读取RDB恢复速度更快。由于每次生成RDB开销较大,无法做到实时持久化,一般用于数据冷备和复制传输。

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