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  • Redis 文章一 之持久化机制的介绍

    我们已经知道对于一个企业级的redis架构来说,持久化是不可减少的

    企业级redis集群架构:海量数据、高并发、高可用
    持久化主要是做灾难恢复,数据恢复,也可以归类到高可用的一个环节里面去,比如你redis整个挂了,然后redis就不可用了,你要做的事情是让redis变得可用,尽快变得可用。此时你需要重启redis,尽快让它对外提供服务,但是如果你没做数据备份,这个时候redis启动了,里面也是没有数据的所以一样也用不了,也没办法向外提供服务。所以当此刻有大量的请求过来,缓存全部无法命中,在redis里根本找不到数据,这个时候系统,缓存雪崩问题,所有请求,没有在redis命中,就会去mysql数据库这种数据源头中去找,一下子mysql承接高并发,然后就挂了。mysql挂掉,你都没法去找数据恢复到redis里面去,redis的数据从哪儿来?从mysql来。具体的完整的缓存雪崩的场景,还有企业级的解决方案,会在后面的文章中解释。

    如果你把redis的持久化做好,备份和恢复方案做到企业级的程度,那么即使你的redis故障了,也可以通过备份数据,快速恢复,一旦恢复立即对外提供服务。

    1、RDB和AOF两种持久化机制的介绍

    redis持久化:RDB,AOF

    1)、RDB持久化机制,对redis中的数据进行周期性的持久化。

    2)、AOF机制对每条写入命令作为日志,以append-only的模式写入一个日志文件中,在redis重启的时候,可以通过回放AOF日志中的写入指令来重新构建整个数据集。

    3)、通过RDB或AOF,都可以将redis内存中的数据给持久化到磁盘上,然后可以将这些数据备份到别的地方,比如说阿里云,华为云等云服务。此时如果redis挂了,服务器上的内存和磁盘上的数据都丢了,可以从云服务上拷贝回来之前的数据,放到指定的目录中,然后重新启动redis,redis就会自动根据持久化数据文件中的数据,去恢复内存中的数据,继续对外提供服务。

    注意 1、:如果同时使用RDB和AOF两种持久化机制,那么在redis重启的时候,会使用AOF来重新构建数据,因为AOF中的数据更加完整(优先加载)

    注意 2、:如果我们想要redis仅仅作为纯内存的缓存来用,那么可以禁止RDB和AOF的持久化机制

    2、RDB持久化机制的优点

    1)、RDB会生成多个数据文件,每个数据文件都代表了某一个时刻中redis的数据,这种多个数据文件的方式,非常适合做冷备,可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去,比如华为云、阿里云等云存储上,按照制定好的备份策略来定期备份redis中的数据。

    2)、RDB这种持久化机制对redis对外提供的读写服务,影响非常小,可以让redis保持高性能,因为redis主进程只需要fork一个子进程,让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可。

    3)、相对于AOF持久化机制来说,直接基于RDB这种持久化机制生成的数据文件来重启和恢复redis进程更加快速,因为不像AOF那样需要一步一步的回放之前的操作指令之后,再进行恢复。(容易发生问题,难免出错)

    3、RDB持久化机制的缺点

    1)、如果想要在redis发生故障时,尽可能少的丢失数据,那么RDB持久化机制没有AOF持久化机制好。通常情况下,RDB持久化机制产生的数据快照文件,都是每隔5分钟,或者更长时间生成一次,如果这个时候就redis进程宕机的话,那么就难免会丢失最近5分钟的数据。

    2)、RDB这种持久化机制每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候,如果需要备份的数据文件特别大的话,可能会导致redis对客户端提供的服务暂停数毫秒,或者甚至数秒,造成不好的用户体验。

    4、AOF持久化机制的优点

    1)、相比RDB的这种持久化机制来说AOF可以更好的保护数据的完整性,一般AOF持久化机制会每隔1秒,通过一个后台线程执行一次fsync操作,所以redis出现问题最多会丢失1秒钟的数据。

    2)、AOF持久化机制生成的日志文件是以append-only模式写入,所以没有任何磁盘寻址的开销,写入性能非常高,而且文件不容易破损,即使文件尾部破损,也很容易修复。

    3)、AOF日志文件即使过大的时候,出现后台重写操作,也不会影响客户端的读写。因为在rewrite log的时候,会对其中的指令进行压缩,创建出一份需要恢复数据的最小日志出来。在创建新日志文件的时候,老的日志文件还是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候,再交换新老日志文件即可。(就是把当前老的日志数据压缩一下,生成新的日志,新来的数据还是继续往老的日志文件写,之后等新的数据压缩完之后,把老日志中新写入的数据写入再新的日志,之后新的日志文件替换掉老的日志文件即可)。

    4)、AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录,这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如不小心用flushall命令清空了所有数据,只要这个时候后台rewrite还没有发生,那么就可以立即拷贝AOF文件,将最后一条flushall命令给删了,然后再将该AOF文件放回去,就可以通过恢复机制,自动恢复所有数据。

    5、AOF持久化机制的缺点

    1)、对于同一份数据来说,AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大。

    2)、当AOF开启后,支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低,因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件,当然,每秒一次fsync,性能也还是很高的。(QPS只每秒支持的访问请求)。

    3)、如果AOF发生bug,就是通过AOF记录的日志,进行数据恢复的时候,没有恢复一模一样的数据出来。所以说,类似AOF这种较为复杂的基于命令日志merge回放的方式,比基于RDB每次持久化一份完整的数据快照文件的方式,更加脆弱一些,容易出现bug。不过AOF就是为了避免rewrite过程导致的bug,因此每次rewrite并不是基于旧的指令日志进行merge的,而是基于当时内存中的数据进行指令的重新构建,这样健壮性会好很多。

    6、RDB和AOF到底该如何选择

    1)、不要仅仅使用RDB的持久化机制,因为那样会导致你丢失很多数据。

    2)、也不要仅仅使用AOF的持久化机制,因为那样有两个问题:

    第一、你通过AOF做冷备,没有RDB做冷备来的恢复速度更快; 
    
    第二、RDB每次简单粗暴生成数据快照,更加健壮,可以避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug;
    

    3)、综合使用AOF和RDB两种持久化机制:

    第一、用AOF来保证数据不丢失(数据丢失相对较少),作为数据恢复的第一选择; 用RDB来做不同程度的冷备;
    
    第二、在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候,还可以使用RDB来进行快速的数据恢复
    

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