Redis 实现了数据持久化的机制,这个机制会把数据存储到磁盘,这样在 Redis 重启就能够从磁盘中恢复原有的数据。 Redis 共有三种数据持久化的⽅式:
- AOF 日志:每执行一条写操作命令,就把该命令以追加的方式写入到⼀个文件里;
- RDB 快照:将某一时刻的内存数据,以二进制的方式写入磁盘;
- 混合持久化方式:Redis 4.0 新增的方式,集成了 AOF 和 RBD 的优点。
一、AOF日志
AOF以日志的形式记录服务器所处理的每一个写操作,Redis服务器启动之初,会读取该日志来重新构建数据库,以保证启动后的数据库是完整的。
注意:AOF只会记录写操作命令,读操作命令是不会被记录的。
AOF日志是写后日志,"写后" 的意思是 Redis 是先执行命令,把数据写入内存,然后才记录日志。Redis是内存和日志(写后日志),MySQL是磁盘数据和日志(写前日志)。
Redis 使用写后日志这一方式的好处:
- 可以避免出现记录错误命令的情况。
- 它是在命令执行后才记录日志,所以不会阻塞当前的写操作。
1. 写入 AOF 日志过程
Redis 写入 AOF 日志过程:
- Redis 执行完写操作命令后,会将命令追加到 server.aof_buf缓冲区;
- 通过write()系统调用,将aof_buf缓冲区的数据写入到AOF文件,此时数据并没有写入硬盘,而是拷贝到内核缓冲区page cache,等待内核将数据写入硬盘;
- 由内核决定缓冲区数据什么时候写入硬盘。
2. AOF写回策略
Redis 提供了 3 种写回硬盘的策略:Always、No、Everysec
- Always是每次写操作命令执行完后,同步将 AOF 日志数据写回硬盘;
- Everysec每次写操作命令执行完后,先将命令写入到 AOF 文件的内核缓冲区,然后每隔⼀秒将缓冲区里的内容写回到硬盘;
- No就是不控制写回硬盘的时机。每次写操作命令执行完后,先将命令写入到 AOF ⽂件的内核缓冲区,再由操作系统决定何时将缓冲区内容写回硬盘;
写回策略选择:
- 想要获得高性能,就选择 No 策略
- 如果想要得到高可靠性保证,就选择 Always 策略
- 如果允许数据有一点丢失,又希望性能别受太大影响的话,那么就选择 Everysec 策略
3. AOF磁盘重写机制
AOF 日志是一个文件,随着执行的写操作命令越来越多,文件的大小会越来越大。为避免日志文件过大,Redis 提供AOF重写机制,它会直接扫描数据中所有的键值对数据,然后为每⼀个键值对生成⼀条写操作命令,接着将该命令写入到新的 AOF 文件,重写完成后,就替换掉现有的 AOF日志。
重写的过程是由后台子 bgrewriteaof 进程完成的,这样可以使得主进程可以继续正常处理命令。在重写 AOF 期间,当 Redis 执行完一个写命令之后,它会同时将这个写命令写入到 「AOF 缓冲区」和 「AOF 重写缓冲区」。
在 bgrewriteaof 子进程执行 AOF 重写期间,主进程需要执行以下三个工作:
- 执行客户端发来的命令;
- 将执行后的写命令追加到 「AOF 缓冲区」;
- 将执行后的写命令追加到 「AOF 重写缓冲区」;
当子进程完成 AOF 重写工作,向主进程发送信号,主进程收到信号后,调用信号处理函数,将AOF重写缓冲区中所有内容追加到新的AOF文件中,并将新的AOF文件改名,覆盖原有AOF文件。
二、RDB快照
RDB 快照就是记录某一个瞬间的内存数据,记录的是实际数据。每次执行快照,都是把内存中的「所有数据」都记录到磁盘中。如果频率太频繁,可能会对 Redis 性能产生影响。如果频率太低,服务器故障时,丢失的数据会更多。通常可能设置至少5 分钟才保存⼀次快照。
Redis 提供了两个命令来生成 RDB 文件,save 和 bgsave,区别在于是否在主线程中执行:
- save 命令在主线程生成 RDB 文件,由于和执行操作命令在同⼀个线程,所以如果写⼊入RDB 文件的时间太长,会阻塞主线程;
- bgsave 命令,会创建⼀个子进程来生成 RDB 文件,这样可以避免主线程的阻塞。
Redis 的快照是全量快照,也就是说每次执行快照,都是把内存中的「所有数据」都记录到磁盘中。
三、混合持久化
开启混合持久化功能,可以在 Redis 配置文件将下面这个配置项设置成 yes:
aof-use-rdb-preamble yes
混合持久化工作在 AOF 日志重写过程。当开启了混合持久化时,在 AOF 重写日志时,fork出来的重写子进程会先将与主线程共享的内存数据以 RDB 方式写入到 AOF 文件,然后主线程处理的操作命令会被记录在重写缓冲区里,重写缓冲区里的增量命令会以 AOF 方式写入到 AOF 文件,写入完成后通知主进程将新的含有 RDB 格式和 AOF 格式的 AOF 文件替换旧的的 AOF 文件。文件的前半部分是 RDB 格式的全量数据,后半部分是 AOF 格式的增量数据。
这样的好处在于,重启 Redis 加载数据的时候,由于前半部分是 RDB 内容,这样加载的时候速度会很快。加载完 RDB 的内容后,才会加载后半部分的 AOF 内容,这⾥的内容是 Redis 后台⼦进程重写 AOF 期间,主线程处理的操作命令,可以使得数据更少的丢失。
混合持久化的缺点是AOF文件的可读性变差了,以及兼容性比较差(Redis4.0之前版本不支持)。