Redis3.0.x 持久化

概述

Redis 提供了两种不同的持久化方式：

RDB（Redis DataBase）持久化，可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照。
AOF（Append Only File）持久化，记录服务器执行的所有写操作命令，并在服务器启动时，通过重新执行这些命令来还原数据集。AOF 文件中的命令全部以 Redis 协议的格式来保存，新命令会被追加到文件的末尾。Redis 还可以在后台对 AOF 文件进行重写，使得 AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小。
可以同时使用 RDB 和 AOF 持久化，当 Redis 重启时，它会优先使用 AOF 文件来还原数据集，因为 AOF 文件通常比 RDB 文件保存的数据集更完整。

fork：它的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程。

RDB

RDB 优点

RDB 优点：

RDB 是一种表示某个即时点的 Redis 数据的紧凑文件，RDB文件适合用于备份。
RDB 非常适合于灾难恢复，作为一个紧凑的单一文件，可以被传输到远程的数据中心。
RDB 最大化了 Redis 的性能，因为 Redis 父进程持久化时唯一需要做的是启动（fork）一个子进程，由子进程完成所有剩余工作。父进程实例不需要执行像 磁盘 IO 这样的操作。
RDB 在重启时还原数据集比 AOF 要快。

RDB 缺点

RDB 缺点：

RDB 可能不能很好的完成最小化数据丢失。
RDB 需要经常调用 fork 子进程来持久化到磁盘，如果数据集很大的话，fork 会比较耗时。

RDB 快照

默认情况下，Redis 保存数据集快照到磁盘，默认名为 dump.rdb 的二进制文件。可以设置让 Redis 在 N 秒内至少有 M 次数据集改动时 保存数据集，或者也可以手动调用 SAVE 或者 BGSAVE 命令进行快照保存。使用 config set save "" 关闭 RDB 持久化。

其中，使用 SAVE 时只管保存，其它不管，全部阻塞。使用 BGSAVE 会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。可以通过 lastsave 命令获取最后一次成功执行快照的时间。

RDB 使用

正常还原数据集：

开启 RDB 持久化
将 RDB 备份文件复制到安装目录，使用 config get dir 获得安装目录
重启 Redis 然后重新加载

异常还原数据集：

开启 RDB 持久化
将 RDB 备份文件复制到安装目录
使用 redis-check-rdb --fix 对文件进行修复
重启 Redis 然后重新加载

快照的运行方式

当 Redis 需要保存 dump.rdb 文件时，服务器执行以下操作：

Redis 调用 fork，同时拥有父进程和子进程。
子进程将数据集写入到一个临时 RDB 文件中。
当子进程完成对新 RDB 文件的写入时，Redis 用新 RDB 文件替换原来的 RDB 文件，并删除旧的 RDB 文件。

AOF

AOF 优点

AOF 优点：

AOF 能很好的完成最小化数据丢失。
AOF 是一个追加文件，所以不需要定位，在断电时也没有损坏问题。即使由于某种原因文件末尾是一个写到一半的命令，使用 redis-check-aof 工具也可以很轻易的修复。
AOF 变得很大时，Redis 会自动在后台进行重写。
AOF 里面包含一个个的操作，以易于理解和解析的格式存储，可以轻易的导出一个 AOF。

AOF 缺点

AOF 缺点：

对同样的数据集，AOF 通常要大于 RDB。
AOF 可能比 RDB 慢，不过这取决于准确的 fsync 策略。有三种 fsync 策略：每次有新命令追加到 AOF 时就执行一次 fsync，非常慢但非常安全；每秒 fsync 一次，足够快，并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据；从不 fsync，将数据交给操作系统来处理。最快但不安全。

AOF 使用

使用 config set appendonly yes/no 开启或关闭 AOF 持久化。

正常还原数据集：

开启 AOF 持久化
将 AOF 备份文件复制到安装目录
重启 Redis 然后重新加载

异常还原数据集：

开启 AOF 持久化
将 AOF 备份文件复制到安装目录
使用 redis-check-aof --fix 对文件进行修复
重启 Redis 然后重新加载

AOF 重写

AOF 重写是绝对安全的，因为 Redis 继续往旧的文件中追加，使用创建当前数据集所需的最小操作集合来创建一个全新的文件，一旦第二个文件创建完毕，Redis 就会切换这两个文件，并开始往新文件追加。

重写的运行方式

和快照的运行方式类似，当需要 AOF 重写时，服务器执行以下操作：

Redis 调用 fork，同时拥有父进程和子进程。
子进程开始向一个临时文件中写 AOF。
父进程在一个内存缓冲区中积累新的变更，同时将新的变更写入旧的 AOF。
当子进程完成重写文件，父进程收到一个信号，追加内存缓冲区到子进程创建的文件末尾。
最后 Redis 原子性地重命名旧文件为新的，然后开始追加新数据到新文件。

触发重写的机制：

Redis 会记录上次重写时的 AOF 大小，默认配置是当 AOF 大小是上次 rewrite 后大小的一倍，并且文件大于 64M 时触发。

RDB 转换到 AOF

大致步骤为：

创建最近的 RDB 文件的备份，并将备份保存到安全位置。
执行 config set appendonly yes，开启 AOF，
执行 config set save ""，关闭 RDB，这一步是可选的。

RDB 和 AOF 的相互作用

Redis2.4 以上的版本会确保在 RDB 快照创建时不触发 AOF 重写，或者在 AOF 重写时不允许 BGSAVE 操作，以避免 Redis 后台进程同时做繁重的磁盘I /O 操作。

当创建 RDB 快照时对于用户使用 BGREWRITEAOF 明确发起的日志重写操作，server 会立刻回应一个状态码告知用户操作将会被执行，并且是在快照创建完成后，重写操作开始被执行。

性能建议

因为 RDB 文件只用作后背用途，建议只在 Slave 上持久化 RDB 文件，而且只要 15 分钟备份一次就可以了，即 save 900 1。

如果开启 AOF，好处是在最坏的情况下也只会丢失不超过两秒的数据，而且启动脚本较简单，载入自己的那个 AOF 文件。代价是带来了持续的 IO，而且 AOF rewrite 过程中将产生的新数据写到新文件造成的阻塞几乎是不可避免的。并且只要硬盘许可，应该尽量减少 AOF rewrite 的频率，AOF 重写的基础大小默认值为 64M，显然太小了，可以设置到 5G 以上，而且还要修改重写率。

如果不开启 AOF，仅靠 Master-Slave Replication 实现高可用性也可以。好处是省掉了 IO，同时减少了 rewrite 过程对系统带来的影响。代价是如果 Master-Slave 同时挂掉，会丢失十几分钟的数据，而且启动脚本较复杂，需要比较 Master-Slave 的两个 RDB 文件，载入较新的那个 RDB 文件。

练习和总结