Redis持久化

Redis有两种持久化方案:

  • RDB持久化
  • AOF持久化

1.RDB持久化

RDB全称Redis Database Backup file(Redis数据备份文件),也被叫做Redis数据快照(备份)。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis实例故障重启后,从磁盘读取快照文件,恢复数据。快照文件称为RDB文件,默认是保存在当前运行目录。

执行时机

RDB持久化在四种情况下会执行:

  • 执行save命令
  • 执行bgsave命令
  • Redis停机时
  • 触发RDB条件时

1)save命令

执行下面的命令,可以立即执行一次RDB:

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save命令会导致主进程执行RDB,这个过程中其它所有命令都会被阻塞。只有在数据迁移时可能用到。

# 执行bgsave(后台生成RDB,不阻塞Redis,推荐)
bgsave

# 或执行save(前台生成,会短暂阻塞Redis,测试用也可以)
# save

2)bgsave命令

下面的命令可以异步执行RDB:

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这个命令执行后会开启独立进程完成RDB,主进程可以持续处理用户请求,不受影响。

3)停机时

Redis停机时会执行一次save命令,实现RDB持久化。

4)触发RDB条件

Redis内部有触发RDB的机制,可以在redis.conf文件中找到,格式如下:

# 900秒内,如果至少有1个key被修改,则执行bgsave , 如果是save "" 则表示禁用RDB
save 900 1  
save 300 10  
save 60 10000 

RDB的其它配置也可以在redis.conf文件中设置:

# 是否压缩 ,建议不开启,压缩也会消耗cpu,磁盘的话不值钱
rdbcompression yes

# RDB文件名称
dbfilename dump.rdb  

# 文件保存的路径目录
dir ./ 
 docker exec -it redis ls -lh /data

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RDB原理

  • 异步

bgsave开始时会fork主进程得到子进程,子进程共享主进程的内存数据。完成fork后读取内存数据并写入 RDB 文件。

fork采用的是copy-on-write技术:

  • 当主进程执行读操作时,访问共享内存;
  • 当主进程执行写操作时,则会拷贝一份数据,执行写操作。
  • 每次写时:因为只读,先拷贝一份数据,再执行写

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bgsave和save

SAVE

  • 同步阻塞
    • 执行 SAVE 时,Redis 会 阻塞当前进程,直到 RDB 文件生成完成。
    • 在这段时间内,Redis 不能处理任何客户端请求
  • 使用场景
    • 数据量小或者可以接受短暂阻塞的场景。

BGSAVE

  • 异步后台

    • 执行 BGSAVE 时,Redis 会 fork 一个子进程来生成 RDB 文件,主进程继续处理客户端请求。
  • 使用场景

    • 生产环境中推荐使用,因为不会阻塞服务。
  • 注意事项

    • 如果上一次 BGSAVE 还未完成,再次执行会报错。

    • fork 子进程会有一定的内存开销(COW 机制),数据量非常大时可能触发内存峰值。

💡 小贴士

  • Redis 默认持久化策略(save 配置)内部就是调用 BGSAVE
  • 如果想手动生成 RDB 文件而不影响服务,永远优先用 BGSAVE

小结

RDB方式bgsave的基本流程?

  • fork主进程得到一个子进程,共享内存空间
  • 子进程读取内存数据并写入新的RDB文件
  • 用新RDB文件替换旧的RDB文件(而不是新的)

RDB会在什么时候执行?save 60 1000代表什么含义?

  • 默认是服务停止时
  • 代表60秒内至少执行1000次修改则触发RDB

RDB的缺点?

  • RDB执行间隔时间长,两次RDB之间写入数据有丢失的风险
  • fork子进程、压缩、写出RDB文件都比较耗时

2.AOF持久化

AOF原理

AOF全称为Append Only File(追加文件)。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件,可以看做是命令日志文件。

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AOF配置

AOF默认是关闭的,需要修改redis.conf配置文件来开启AOF:

# 是否开启AOF功能,默认是no
appendonly yes
# AOF文件的名称
appendfilename "appendonly.aof"

AOF的命令记录的频率也可以通过redis.conf文件来配:

# 表示每执行一次写命令,立即记录到AOF文件
appendfsync always 
# 写命令执行完先放入AOF缓冲区,然后表示每隔1秒将缓冲区数据写到AOF文件,是默认方案
appendfsync everysec 
# 写命令执行完先放入AOF缓冲区,由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘
appendfsync no

三种策略对比:

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AOF文件重写

因为是记录命令,AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作,但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令,可以让AOF文件执行重写功能,用最少的命令达到相同效果。

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如图,AOF原本有三个命令,但是set num 123 和 set num 666都是对num的操作,第二次会覆盖第一次的值,因此第一个命令记录下来没有意义。

所以重写命令后,AOF文件内容就是:mset name jack num 666

Redis也会在触发阈值时自动去重写AOF文件。阈值也可以在redis.conf中配置:

# AOF文件比上次文件 增长超过多少百分比则触发重写
auto-aof-rewrite-percentage 100
# AOF文件体积最小多大以上才触发重写 
auto-aof-rewrite-min-size 64mb 

3.RDB与AOF对比

RDB和AOF各有自己的优缺点,如果对数据安全性要求较高,在实际开发中往往会结合两者来使用。

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必问必会

  • RDB:快、小、丢数据、适合备份
  • AOF:安全、慢、大、适合线上主持久化
  • 混合持久化:RDB+AOF 结合,生产最佳实践

我们线上就是:AOF 开启 + everysec + 混合持久化 + RDB 定时备份

1.Redis 做为缓存,数据的持久化是怎么做的?

**候选人:**Redis 提供了两种数据持久化机制:RDB 快照持久化AOF 日志持久化,用来保证 Redis 重启或宕机后,内存中的缓存数据不会完全丢失。

在我们生产环境,为了兼顾数据安全性、恢复速度、性能损耗,实际使用的是 RDB + AOF 混合持久化

2.这两种持久化方式有什么区别?

候选人:

  • RDB全量快照,按照配置的规则(比如 900 秒 1 次修改),通过 bgsave 后台 fork 子进程完成,不阻塞主线程。 把 Redis 内存里的完整数据以二进制文件形式持久化到磁盘。恢复时**,直接加载整个快照文件**到内存即可。
  • AOF追加日志,Redis 每执行一条写命令,都会把命令记录到 AOF 文件里。恢复时,Redis 会重新执行一遍 AOF 里的所有命令,从而还原出完整数据

真正的区别在于:RDB 存的是结果,AOF 存的是过程。

3.哪种恢复更快?

候选人:RDB 恢复速度更快。因为 RDB 是紧凑的二进制文件,体积小,恢复时直接加载,不需要重新执行命令。但缺点是:RDB 是定时快照,宕机可能会丢失最后一次快照之后的数据

所以我们项目里优先使用 AOF,虽然 AOF 恢复慢一点,但数据安全性更高。AOF 可以配置刷盘策略,我们生产环境用的是 everysec 每秒刷盘一次,在性能和安全之间做平衡,最多只会丢失 1 秒的数据。

4.那你们生产用哪种?怎么配置?(进阶必问)

**候选人:**我们线上使用 AOF 为主 + RDB 为辅,并且开启 Redis 4.0 以后的混合持久化

  • AOF 策略用 appendfsync everysec,每秒刷盘,最多丢 1 秒数据,性能也能保证。
  • 同时开启 AOF 重写,避免日志无限膨胀。
  • 混合持久化 会在 AOF 重写时,把当前内存数据生成 RDB 作为全量段,后面再追加增量命令。这样重启时:1)先加载 RDB 全量,速度极快;2)再重放增量 AOF,保证数据不丢。

既拥有 RDB 的恢复速度,又拥有 AOF 的数据安全性。

5.RDB 的 bgsave 会阻塞吗?(高阶坑点)

候选人:bgsave 大部分时间不阻塞,但 fork 子进程那一刻是同步阻塞的。如果 Redis 内存很大,fork 耗时会变长,可能导致主线程卡顿。所以我们在高并发缓存场景,会调低自动 RDB 频率,避免频繁 fork 影响性能。

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