Redis持久化提供了多种不同级别的持久化方式:
- RDB 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(point-in-time snapshot)。
- AOF 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(rewrite),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。Redis 还可以同时使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。 在这种情况下, 当 Redis 重启时, 它会优先使用 AOF 文件来还原数据集, 因为 AOF 文件保存的数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。你甚至可以关闭持久化功能,让数据只在服务器运行时存在。
RDB 的优点:
- 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。例如,你可能想要每小时归档最近24小时的RDB文件,每天保存近30天的RDB快照。这允许你很容易的恢复不同版本的数据集以容灾。
- 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,或者是Amazon S3(可能得加密)。
- 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在重启保存了大数据集的实例时比AOF要快。
RDB 的缺点
- 当你需要在Redis停止工作(例如停电)时最小化数据丢失,RDB可能不太好。你可以配置不同的保存点(save point)来保存RDB文件(例如,至少5分钟和对数据集100次写之后,但是你可以有多个保存点)。然而,你通常每隔5分钟或更久创建一个RDB快照,所以一旦Redis因为任何原因没有正确关闭而停止工作,你就得做好最近几分钟数据丢失的准备了。
- 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()比较耗时,结果就是,当数据集非常大并且CPU性能不够强大的话,Redis会停止服务客户端几毫秒甚至一秒。AOF也需要fork(),但是你可以调整多久频率重写日志而不会有损(trade-off)持久性(durability)。
AOF 的优点:
- 使用AOF Redis会更具有可持久性(durable):你可以有很多不同的fsync策略:没有fsync,每秒fsync,每次请求时fsync。使用默认的每秒fsync策略,写性能也仍然很不错(fsync是由后台线程完成的,主线程继续努力地执行写请求),即便你也就仅仅只损失一秒钟的写数据。
- AOF日志是一个追加文件,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(磁盘满或者其他原因),redis-check-aof工具也可以很轻易的修复。
当AOF文件变得很大时,Redis会自动在后台进行重写。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。 - AOF文件里面包含一个接一个的操作,以易于理解和解析的格式存储。你也可以轻易的导出一个AOF文件。例如,即使你不小心错误地使用FLUSHALL命令清空一切,如果此时并没有执行重写,你仍然可以保存你的数据集,你只要停止服务器,删除最后一条命令,然后重启Redis就可以。
AOF 的缺点
- 对同样的数据集,AOF文件通常要大于等价的RDB文件。
- AOF可能比RDB慢,这取决于准确的fsync策略。通常fsync设置为每秒一次的话性能仍然很高,如果关闭fsync,即使在很高的负载下也和RDB一样的快。不过,即使在很大的写负载情况下,RDB还是能提供能好的最大延迟保证。
RDB 和 AOF ,我应该用哪一个?
一般来说,如果想达到足以媲美 PostgreSQL 的数据安全性, 你应该同时使用两种持久化功能。
如果你非常关心你的数据,但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失, 那么你可以只使用 RDB 持久化。
有很多用户单独使用AOF,但是我们并不鼓励这样,因为时常进行RDB快照非常方便于数据库备份,启动速度也较之快,还避免了AOF引擎的bug。
注意:基于这些原因,将来我们可能会统一AOF和RDB为一种单一的持久化模型(长远计划)。
RDB 快照
默认情况下,Redis保存数据集快照到磁盘,名为dump.rdb的二进制文件。你可以设置让Redis在N秒内至少有M次数据集改动时保存数据集,或者你也可以手动调用SAVE或者BGSAVE命令。
例如,这个配置会让Redis在每个60秒内至少有1000次键改动时自动转储数据集到磁盘:
save 60 1000
这种策略被称为快照。
快照的运作方式:
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。
这种工作方式使得 Redis 可以从写时复制(copy-on-write)机制中获益。
只追加文件 AOF
快照功能并不是非常耐久(durable): 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机, 那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。尽管对于某些程序来说, 数据的耐久性并不是最重要的考虑因素, 但是对于那些追求完全耐久能力(full durability)的程序来说, 快照功能就不太适用了。
从 1.1 版本开始, Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式: AOF 持久化。
你可以通过修改配置文件来打开 AOF 功能:
appendonly yes
从现在开始, 每当 Redis 执行一个改变数据集的命令时(比如 SET), 这个命令就会被追加到 AOF 文件的末尾。 当 Redis 重新启时, 程序就可以通过重新执行 AOF 文件中的命令来达到重建数据集的目的。
日志重写
你可以猜得到,写操作不断执行的时候AOF文件会越来越大。例如,如果你增加一个计数器100次,你的数据集里只会有一个键存储这最终值,但是却有100条记录在AOF中。其中99条记录在重建当前状态时是不需要的。
于是Redis支持一个有趣的特性:在后台重建AOF而不影响服务客户端。每当你发送BGREWRITEAOF时,Redis将会写入一个新的AOF文件,包含重建当前内存中数据集所需的最短命令序列。如果你使用的是Redis 2.2的AOF,你需要不时的运行BGREWRITEAOF命令。Redis 2.4可以自动触发日志重写(查看Redis 2.4中的示例配置文件以获得更多信息)。
AOF持久性如何?
你可以配置 Redis 多久才将数据 fsync 到磁盘一次。有三个选项:
- 每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次 fsync :非常慢,也非常安全。
- 每秒 fsync 一次:足够快(和使用 RDB 持久化差不多),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。更快,也更不安全的选择。
推荐(并且也是默认)的措施为每秒 fsync 一次, 这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。 总是(每次) fsync 的策略在实际使用中非常慢, 即使在 Redis 2.0 对相关的程序进行了改进之后仍是如此,频繁调用 fsync 注定了这种策略不可能快得起来。
如果 AOF 文件出错了,怎么办?
服务器可能在程序正在对 AOF 文件进行写入时崩溃(这个不应该破坏数据的一致性), Redis不会装载已破坏的AOF文件。当发生这种情况时, 可以用以下方法来修复出错的 AOF 文件:
为现有的 AOF 文件创建一个备份。
使用 Redis 附带的 redis-check-aof 程序,对原来的 AOF 文件进行修复。
$ redis-check-aof --fix
(可选)使用 diff -u 对比修复后的 AOF 文件和原始 AOF 文件的备份,查看两个文件之间的不同之处。
重启 Redis 服务器,等待服务器载入修复后的 AOF 文件,并进行数据恢复。
aof重写如何工作
日志重写采用了和快照一样的写时复制机制。下面是过程:
- Redis调用fork()。于是我们有了父子两个进程。
- 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文件,所以即使重写失败我们也安全)。
- 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。
搞定!现在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。
AOF与RDB之间的相互作用
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ok状态码告知用户操作将回被执行,当且仅当快照创建完成后重写操作开始被执行。
在同时使用了AOF和RDB方式的情况下,Redis重启后会优先使用AOF文件来重构原始数据集。
备份Redis数据
开始这一部分之前,请务必牢记:一定要备份你的数据库。磁盘损坏,云中实例丢失,等等:没有备份意味着丢失数据的巨大风险。
Redis对数据备份非常友好,因为你可以在数据库运行时拷贝RDB文件:RDB文件一旦生成就不会被修改,文件生成到一个临时文件中,当新的快照完成后,将原子性地使用rename(2)修改文件名为目标文件。
这意味着,在服务器运行时拷贝RDB文件是完全安全的。以下是我们的建议:
- 创建一个定时任务(cron job),每隔一个小时创建一个RDB快照到一个目录,每天的快照放在不同目录。
- 每次定时脚本运行时,务必使用find命令来删除旧的快照:例如,你可以保存最近48小时内的每小时快照,一到两个月的内的每天快照。注意命名快照时加上日期时间信息。
- 至少每天一次将你的RDB快照传输到你的数据中心之外,或者至少传输到运行你的Redis实例的物理机之外。