Redis持久化
一、Redis的持久化
Redis 提供了不同級別的持久化方式:
RDB持久化方式能夠在指定的時間間隔能對你的資料進行快照儲存.
AOF持久化方式記錄每次對伺服器寫的操作,當伺服器重啟的時候會重新執行這些命令來恢復原始的資料,AOF命令以redis協議追加儲存每次寫的操作到檔案末尾.
Redis還能對AOF檔案進行後臺重寫,使得AOF檔案的體積不至於過大.
如果你只希望你的資料在伺服器執行的時候存在,你也可以不使用任何持久化方式.
你也可以同時開啟兩種持久化方式, 在這種情況下, 當redis重啟的時候會優先載入AOF檔案來恢復原始的資料,因為在通常情況下AOF檔案儲存的資料集要比RDB檔案
儲存的資料集要完整.
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二、RDB的優缺點
1、RDB的優點
RDB是一個非常緊湊的檔案,它儲存了某個時間點得資料集,非常適用於資料集的備份,比如你可以在每個小時報儲存一下過去24小時內的資料,同時每天儲存過去30天的資料,
這樣即使出了問題你也可以根據需求恢復到不同版本的資料集.
RDB是一個緊湊的單一檔案,很方便傳送到另一個遠端資料中心或者亞馬遜的S3（可能加密），非常適用於災難恢復.
RDB在儲存RDB檔案時父程序唯一需要做的就是fork出一個子程序,接下來的工作全部由子程序來做，父程序不需要再做其他IO操作，所以RDB持久化方式可以最大化redis的效能.
與AOF相比,在恢復大的資料集的時候，RDB方式會更快一些.
2、RDB的缺點
如果你希望在redis意外停止工作（例如電源中斷）的情況下丟失的資料最少的話，那麼RDB不適合你.雖然你可以配置不同的save時間點(例如每隔5分鐘並且對資料集有100個寫的操作),
是Redis要完整的儲存整個資料集是一個比較繁重的工作,你通常會每隔5分鐘或者更久做一次完整的儲存,萬一在Redis意外宕機,你可能會丟失幾分鐘的資料.
RDB 需要經常fork子程序來儲存資料集到硬碟上,當資料集比較大的時候,fork的過程是非常耗時的,可能會導致Redis在一些毫秒級內不能響應客戶端的請求.
如果資料集巨大並且CPU效能不是很好的情況下,這種情況會持續1秒,AOF也需要fork,但是你可以調節重寫日誌檔案的頻率來提高資料集的耐久度.
三、AOF的優缺點
1、AOF 優點
使用AOF 會讓你的Redis更加耐久:
你可以使用不同的fsync策略：無fsync,每秒fsync,每次寫的時候fsync.使用預設的每秒fsync策略.
Redis的效能依然很好(fsync是由後臺執行緒進行處理的,主執行緒會盡力處理客戶端請求),一旦出現故障，你最多丟失1秒的資料.
AOF檔案是一個只進行追加的日誌檔案,所以不需要寫入seek,即使由於某些原因(磁碟空間已滿，寫的過程中宕機等等)未執行完整的寫入命令,你也也可使用redis-check-aof工具修復這些問題.
Redis 可以在 AOF 檔案體積變得過大時，自動地在後臺對 AOF 進行重寫： 重寫後的新 AOF 檔案包含了恢復當前資料集所需的最小命令集合。 整個重寫操作是絕對安全的.
因為 Redis 在建立新 AOF 檔案的過程中，會繼續將命令追加到現有的 AOF 檔案裡面，即使重寫過程中發生停機，現有的 AOF 檔案也不會丟失。 而一旦新 AOF 檔案建立完畢，Redis 就會從舊 AOF 檔案切換到新 AOF 檔案，並開始對新 AOF 檔案進行追加操作。
AOF 檔案有序地儲存了對資料庫執行的所有寫入操作， 這些寫入操作以 Redis 協議的格式儲存， 因此 AOF 檔案的內容非常容易被人讀懂， 對檔案進行分析（parse）也很輕鬆。 匯出（export） AOF 檔案也非常簡單：
舉個例子， 如果你不小心執行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 檔案未被重寫， 那麼只要停止伺服器， 移除 AOF 檔案末尾的 FLUSHALL 命令， 並重啟 Redis ， 就可以將資料集恢復到 FLUSHALL 執行之前的狀態。
2、AOF 缺點
對於相同的資料集來說，AOF 檔案的體積通常要大於 RDB 檔案的體積。
根據所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能會慢於 RDB 。 在一般情況下， 每秒 fsync 的效能依然非常高， 而關閉 fsync 可以讓 AOF 的速度和 RDB 一樣快，
即使在高負荷之下也是如此。 不過在處理巨大的寫入載入時，RDB 可以提供更有保證的最大延遲時間（latency）。
三、如何選擇使用哪種持久化方式？
一般來說， 如果想達到足以媲美 PostgreSQL 的資料安全性， 你應該同時使用兩種持久化功能。
如果你非常關心你的資料， 但仍然可以承受數分鐘以內的資料丟失， 那麼你可以只使用 RDB 持久化。
有很多使用者都只使用 AOF 持久化， 但我們並不推薦這種方式： 因為定時生成 RDB 快照（snapshot）非常便於進行資料庫備份， 並且 RDB 恢復資料集的速度也要比 AOF 恢復的速度要快， 除此之外， 使用 RDB 還可以避免之前提到的 AOF 程式的 bug 。
Note: 因為以上提到的種種原因， 未來我們可能會將 AOF 和 RDB 整合成單個持久化模型。 （這是一個長期計劃。） 接下來的幾個小節將介紹 RDB 和 AOF 的更多細節。
快照
在預設情況下， Redis 將資料庫快照儲存在名字為 dump.rdb的二進位制檔案中。你可以對 Redis 進行設定， 讓它在“ N 秒內資料集至少有 M 個改動”這一條件被滿足時， 自動儲存一次資料集。你也可以通過呼叫 SAVE或者 BGSAVE ， 手動讓 Redis 進行資料集儲存操作。
比如說， 以下設定會讓 Redis 在滿足“ 60 秒內有至少有 1000 個鍵被改動”這一條件時， 自動儲存一次資料集:
save 60 1000
這種持久化方式被稱為快照 snapshotting
四、工作方式
當 Redis 需要儲存 dump.rdb 檔案時， 伺服器執行以下操作:
Redis 呼叫forks. 同時擁有父程序和子程序。
子程序將資料集寫入到一個臨時 RDB 檔案中。
當子程序完成對新 RDB 檔案的寫入時，Redis 用新 RDB 檔案替換原來的 RDB 檔案，並刪除舊的 RDB 檔案。
這種工作方式使得 Redis 可以從寫時複製（copy-on-write）機制中獲益。
只追加操作的檔案（Append-only file，AOF）
快照功能並不是非常耐久（dura ble）： 如果 Redis 因為某些原因而造成故障停機， 那麼伺服器將丟失最近寫入、且仍未儲存到快照中的那些資料。 從 1.1 版本開始， Redis 增加了一種完全耐久的持久化方式： AOF 持久化。
你可以在配置檔案中開啟AOF方式:
appendonly yes
從現在開始， 每當 Redis 執行一個改變資料集的命令時（比如 SET）， 這個命令就會被追加到 AOF 檔案的末尾。這樣的話， 當 Redis 重新啟時， 程式就可以通過重新執行 AOF 檔案中的命令來達到重建資料集的目的。
五、日誌重寫
因為 AOF 的運作方式是不斷地將命令追加到檔案的末尾， 所以隨著寫入命令的不斷增加， AOF 檔案的體積也會變得越來越大。舉個例子， 如果你對一個計數器呼叫了 100 次 INCR ， 那麼僅僅是為了儲存這個計數器的當前值， AOF 檔案就需要使用 100 條記錄（entry）。然而在實際上， 只使用一條 SET 命令已經足以儲存計數器的當前值了， 其餘 99 條記錄實際上都是多餘的。
為了處理這種情況， Redis 支援一種有趣的特性： 可以在不打斷服務客戶端的情況下， 對 AOF 檔案進行重建（rebuild）。執行 BGREWRITEAOF 命令， Redis 將生成一個新的 AOF 檔案， 這個檔案包含重建當前資料集所需的最少命令。Redis 2.2 需要自己手動執行 BGREWRITEAOF 命令； Redis 2.4 則可以自動觸發 AOF 重寫， 具體資訊請檢視 2.4 的示例配置檔案。
六、AOF有多耐用?
你可以配置 Redis 多久才將資料 fsync 到磁碟一次。有三種方式：
每次有新命令追加到 AOF 檔案時就執行一次 fsync ：非常慢，也非常安全
每秒 fsync 一次：足夠快（和使用 RDB 持久化差不多），並且在故障時只會丟失 1 秒鐘的資料。
從不 fsync ：將資料交給作業系統來處理。更快，也更不安全的選擇。
推薦（並且也是預設）的措施為每秒 fsync 一次， 這種 fsync 策略可以兼顧速度和安全性。
七、如果AOF檔案損壞了怎麼辦？
伺服器可能在程式正在對 AOF 檔案進行寫入時停機， 如果停機造成了 AOF 檔案出錯（corrupt）， 那麼 Redis 在重啟時會拒絕載入這個 AOF 檔案， 從而確保資料的一致性不會被破壞。當發生這種情況時， 可以用以下方法來修復出錯的 AOF 檔案：
為現有的 AOF 檔案建立一個備份。
使用 Redis 附帶的 redis-check-aof 程式，對原來的 AOF 檔案進行修復:
$ redis-check-aof –fix
（可選）使用 diff -u 對比修復後的 AOF 檔案和原始 AOF 檔案的備份，檢視兩個檔案之間的不同之處。
重啟 Redis 伺服器，等待伺服器載入修復後的 AOF 檔案，並進行資料恢復。
工作原理
AOF 重寫和 RDB 建立快照一樣，都巧妙地利用了寫時複製機制:
Redis 執行 fork() ，現在同時擁有父程序和子程序。
子程序開始將新 AOF 檔案的內容寫入到臨時檔案。
對於所有新執行的寫入命令，父程序一邊將它們累積到一個記憶體快取中，一邊將這些改動追加到現有 AOF 檔案的末尾,這樣樣即使在重寫的中途發生停機，現有的 AOF 檔案也還是安全的。
當子程序完成重寫工作時，它給父程序傳送一個訊號，父程序在接收到訊號之後，將記憶體快取中的所有資料追加到新 AOF 檔案的末尾。
搞定！現在 Redis 原子地用新檔案替換舊檔案，之後所有命令都會直接追加到新 AOF 檔案的末尾。
八、怎樣從RDB方式切換為AOF方式
在 Redis 2.2 或以上版本，可以在不重啟的情況下，從 RDB 切換到 AOF ：
為最新的 dump.rdb 檔案建立一個備份。
將備份放到一個安全的地方。
執行以下兩條命令:
redis-cli config set appendonly yes
redis-cli config set save “”
確保寫命令會被正確地追加到 AOF 檔案的末尾。
執行的第一條命令開啟了 AOF 功能： Redis 會阻塞直到初始 AOF 檔案建立完成為止， 之後 Redis 會繼續處理命令請求， 並開始將寫入命令追加到 AOF 檔案末尾。
執行的第二條命令用於關閉 RDB 功能。 這一步是可選的， 如果你願意的話， 也可以同時使用 RDB 和 AOF 這兩種持久化功能。
重要:別忘了在 redis.conf 中開啟 AOF 功能！ 否則的話， 伺服器重啟之後， 之前通過 CONFIG SET 設定的配置就會被遺忘， 程式會按原來的配置來啟動伺服器。
九、AOF和RDB之間的相互作用
在版本號大於等於 2.4 的 Redis 中， BGSAVE 執行的過程中， 不可以執行 BGREWRITEAOF 。 反過來說， 在 BGREWRITEAOF 執行的過程中， 也不可以執行 BGSAVE。這可以防止兩個 Redis 後臺程序同時對磁碟進行大量的 I/O 操作。
如果 BGSAVE 正在執行， 並且使用者顯示地呼叫 BGREWRITEAOF 命令， 那麼伺服器將向用戶回覆一個 OK 狀態， 並告知使用者， BGREWRITEAOF 已經被預定執行： 一旦 BGSAVE 執行完畢， BGREWRITEAOF 就會正式開始。 當 Redis 啟動時， 如果 RDB 持久化和 AOF 持久化都被打開了， 那麼程式會優先使用 AOF 檔案來恢復資料集， 因為 AOF 檔案所儲存的資料通常是最完整的。
十、備份redis資料
在閱讀這個小節前， 請牢記下面這句話: 確保你的資料由完整的備份. 磁碟故障， 節點失效， 諸如此類的問題都可能讓你的資料消失不見， 不進行備份是非常危險的。
Redis 對於資料備份是非常友好的， 因為你可以在伺服器執行的時候對 RDB 檔案進行復制： RDB 檔案一旦被建立， 就不會進行任何修改。 當伺服器要建立一個新的 RDB 檔案時， 它先將檔案的內容儲存在一個臨時檔案裡面， 當臨時檔案寫入完畢時， 程式才使用 rename(2) 原子地用臨時檔案替換原來的 RDB 檔案。
這也就是說， 無論何時， 複製 RDB 檔案都是絕對安全的。
建立一個定期任務（cron job）， 每小時將一個 RDB 檔案備份到一個資料夾， 並且每天將一個 RDB 檔案備份到另一個資料夾。
確保快照的備份都帶有相應的日期和時間資訊， 每次執行定期任務指令碼時， 使用 find 命令來刪除過期的快照： 比如說， 你可以保留最近 48 小時內的每小時快照， 還可以保留最近一兩個月的每日快照。
至少每天一次， 將 RDB 備份到你的資料中心之外， 或者至少是備份到你執行 Redis 伺服器的物理機器之外.
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