持久化

本文提供对 Redis 持久化(persistence)的技术性描述，适合所有的 Redis 用户来阅读。想获得对 Redis 持久化和持久性保证有更全面的了解，也可以读一下作者的博客文章(地址为 http://antirez.com/post/redis-persistence-demystified.html，译者注)。

Redis 持久化(Persistence)

Redis 提供了不同持久化范围的选项：

• RDB 持久化以指定的时间间隔执行数据集的即时点(point-in-time)快照。
• AOF 持久化在服务端记录每次收到的写操作，在服务器启动时会重放，以重建原始数据集。命令使用和 Redis 协议一样的格式以追加的方式来记录。当文件太大时 Redis 会在后台重写日志。

可以在同一个实例上同时支持 AOF 和 RDB。注意，在这种情况下，当 Redis 重启时，AOF 文件会被用于重建原始数据集，因为它被保证是最完整的数据。

RDB 优点(RDB advantages)

• 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 缺点(RDB disadvantages)

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。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)。

综上：RDB不适合秒级的数据备份，一旦宕机，会丢失至少几分钟的数据。

AOF 优点(AOF advantages)

• 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 缺点(AOF disadvantages)

• 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。
  在过去，我们经历了一些针对特殊命令(例如，像 BRPOPLPUSH 这样的阻塞命令)的罕见 bug，导致在数据加载时无法恢复到保存时的样子。这些 bug 很罕见，我们也在测试套件中进行了测试，自动随机创造复杂的数据集，然后加载它们以检查一切是否正常，但是，这类 bug 几乎不可能出现在 RDB 持久化中。为了说得更清楚一点：Redis AOF 是通过递增地更新一个已经存在的状态，像 MySQL 或者 MongoDB 一样，而 RDB 快照是一次又一次地从头开始创造一切，概念上更健壮。
  • 1. 要注意 Redis 每次重写 AOF 时都是以当前数据集中的真实数据从头开始，相对于一直追加的 AOF 文件(或者一次重写读取老的 AOF 文件而不是读内存中的数据)对 bug 的免疫力更强。
  • 2. 我们还没有收到一份用户在真实世界中检测到崩溃的报告。

综上：AOF数据集通常更大、AOF 可能比 RDB 慢

我们该选谁(who)

同时使用这两种持久化方法，以达到和 PostgreSQL 提供的一样的数据安全程度。

快照(Snapshotting)

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。

如何工作(How works)

每当 Redis 需要转储数据集到磁盘时，会发生：

• Redis 调用 fork()。于是我们有了父子两个进程。
• 子进程开始将数据集写入一个临时 RDB 文件。
• 当子进程完成了新 RDB 文件，替换掉旧文件。
  这个方法可以让 Redis 获益于写时复制(copy-on-write)机制。

只追加文件(Append-only file)

快照并不是非常具有可持久性(durable)。如果你运行 Redis 的电脑停机了，电源线断了，或者你不小心 kill -9 掉你的实例，最近写入 Redis 的数据将会丢失。尽管这个对一些应用程序来说不是什么大事，但是也有一些需要完全可持久性(durability)的场景，在这些场景下可能就不合适了。

只追加文件是一个替代方案，是 Redis 的完全可持久性策略。在 1.1 版本中就可用了。

你可以在你的配置文件中开启 AOF：

appendonly yes  

从现在开始，每次 Redis 收到修改数据集的命令，将会被追加到 AOF 中。当你重启 Redis 的时候，就会重放(re-play)AOF 文件来重建状态。

日志重写(Log rewriting)

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(How durable)

你可以配置多久 Redis 会 fsync 数据到磁盘一次。有三个选项：

• 每次一个新命令追加到 AOF 文件中时执行 fsync。非常非常慢，但是非常安全。
• 每秒执行 fsync。够快(2.4 版本中差不多和快照一样快)，但是当灾难来临时会丢失 1 秒的数据。
• 从不执行 fsync，直接将你的数据交到操作系统手里。更快，但是更不安全。

建议的(也是默认的)策略是每秒执行一次 fsync。既快，也相当安全。一直执行的策略在实践中非常慢(尽管在 Redis 2.0 中有所改进)，因为没法让 fsync 这个操作本身更快。

AOF 损坏了怎么办(corrupted)

有可能在写 AOF 文件时服务器崩溃(crash)，文件损坏后 Redis 就无法装载了。如果这个发生的话，你可以使用下面的步骤来解决这个问题：

• 创建 AOF 的一个拷贝用于备份。
• 使用 Redis 自带的 redis-check-aof 工具来修复原文件：

$ redis-check-aof –fix

• 使用 diff -u 来检查两个文件有什么不同。用修复好的文件来重启服务器。

如何工作(How works)

日志重写采用了和快照一样的写时复制机制。下面是过程：

1. Redis 调用 fork()。于是我们有了父子两个进程。
2. 子进程开始向一个临时文件中写 AOF。
3. 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)。
4. 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。
5. 搞定！现在 Redis 自动重命名旧文件为新的，然后开始追加新数据到新文件。

如何从 RDB 切换到 AOF(How switch)

在 Redis 2.2 及以上版本中非常简单，也不需要重启。

1. 备份你最新的 dump.rdb 文件。
2. 把备份文件放到一个安全的地方。
3. 发送以下两个命令：
   redis-cli config set appendonly yes
   redis-cli config set save “”
4. 确保你的数据库含有其包含的相同的键的数量。
5. 确保写被正确的追加到 AOF 文件。

第一个 CONFIG 命令开启 AOF。Redis 会阻塞以生成初始转储文件，然后打开文件准备写，开始追加写操作。

第二个 CONFIG 命令用于关闭快照持久化。这一步是可选的，如果你想同时开启这两种持久化方法。

重要：记得编辑你的 redis.conf 文件来开启 AOF，否则当你重启服务器时，你的配置修改将会丢失，服务器又会使用旧的配置。

此处省略一万字。。。。。。原文此处介绍 2.0 老版本怎么操作。

AOF 和 RDB 的相互作用(Interactions)

Redis 2.4 及以后的版本中，不允许在 RDB 快照操作运行过程中触发 AOF 重写，也不允许在 AOF 重写运行过程中运行 BGSAVE。这防止了两个 Redis 后台进程同时对磁盘进行繁重的 IO 操作。

当在快照运行的过程中，用户使用 BGREWRITEAOF 显式请求日志重写操作的话，服务器会答复一个 OK 状态码，告诉用户这个操作已经被安排调度，等到快照完成时开始重写。

Redis 在同时开启 AOF 和 RDB 的情况下重启，会使用 AOF 文件来重建原始数据集，因为通常 AOF 文件是保存数据最完整的。

备份数据(Backing up)

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：没有备份意味着数据丢失的巨大风险。

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，将自动使用 rename(2) 原子性的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：

1. 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，每天的快照放在另外一个目录。
2. 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。
3. 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。

灾难恢复(Disaster recovery)

在 Redis 中灾难恢复基本上就是指备份，以及将这些备份传输到外部的多个数据中心。这样即使一些灾难性的事件影响到运行 Redis 和生成快照的主数据中心，数据也是安全的。

由于许多 Redis 用户都是启动阶段的屌丝，没有太多钱花，我们会介绍一些最有意思的灾难恢复技术，而不用太多的花销。

Amazon S3 和一些类似的服务是帮助你灾难恢复系统的一个好办法。只需要将你的每日或每小时的 RDB 快照以加密的方式传输到 S3。你可以使用 gpg -c 来加密你的数据(以对称加密模式)。确保将你的密码保存在不同的安全地方(例如给一份到你的组织中的最重要的人)。推荐使用多个存储服务来改进数据安全。
使用 SCP(SSH 的组成部分)来传输你的快照到远程服务器。这是一种相当简单和安全的方式：在远离你的位置搞一个小的 VPS，安装 ssh，生成一个无口令的 ssh 客户端 key，并将其添加到你的 VPS 上的 authorized_keys 文件中。你就可以自动的传输备份文件了。为了达到好的效果，最好是至少从不同的提供商那搞两个 VPS。
要知道这种系统如果没有正确的处理会很容易失败。至少一定要确保传输完成后验证文件的大小 (要匹配你拷贝的文件)，如果你使用 VPS 的话，可以使用 SHA1 摘要。

配置

RDB

RDB就是Snapshot快照存储，是默认的持久化方式。
可理解为半持久化模式，即按照一定的策略周期性的将数据保存到磁盘。
对应产生的数据文件为dump.rdb，通过配置文件中的save参数来定义快照的周期。
下面是默认的快照设置：

save 900 1    #当有一条Keys数据被改变时，900秒刷新到Disk一次
save 300 10   #当有10条Keys数据被改变时，300秒刷新到Disk一次
save 60 10000 #当有10000条Keys数据被改变时，60秒刷新到Disk一次

保存位置：

dbfilename dump.rdb #保存文件名
dir /usr/local/var/db/redis/  #保存路径

Redis的RDB文件不会坏掉，因为其写操作是在一个新进程中进行的。
当生成一个新的RDB文件时，Redis生成的子进程会先将数据写到一个临时文件中，然后通过原子性rename系统调用将临时文件重命名为RDB文件。
这样在任何时候出现故障，Redis的RDB文件都总是可用的。

AOF(Append-Only File)

appendonly yes       #启用AOF持久化方式
appendfilename appendonly.aof #AOF文件的名称，默认为appendonly.aof
# appendfsync always #每次收到写命令就立即强制写入磁盘，是最有保证的完全的持久化，但速度也是最慢的，一般不推荐使用。
appendfsync everysec #每秒钟强制写入磁盘一次，在性能和持久化方面做了很好的折中，是受推荐的方式。
# appendfsync no     #完全依赖OS的写入，一般为30秒左右一次，性能最好但是持久化最没有保证，不被推荐。

no-appendfsync-on-rewrite yes   #在日志重写时，不进行命令追加操作，而只是将其放在缓冲区里，避免与命令的追加造成DISK IO上的冲突。
auto-aof-rewrite-percentage 100 #当前AOF文件大小是上次日志重写得到AOF文件大小的二倍时，自动启动新的日志重写过程。
auto-aof-rewrite-min-size 64mb  #当前AOF文件启动新的日志重写过程的最小值，避免刚刚启动Reids时由于文件尺寸较小导致频繁的重写。

在数据恢复方面
RDB的启动时间会更短，原因有两个：
一是RDB文件中每一条数据只有一条记录，不会像AOF日志那样可能有一条数据的多次操作记录。所以每条数据只需要写一次就行了。
另一个原因是RDB文件的存储格式和Redis数据在内存中的编码格式是一致的，不需要再进行数据编码工作，所以在CPU消耗上要远小于AOF日志的加载。