23 redis的持久化

Redis 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。

了解 RDB 持久化和 AOF 持久化之间的异同是非常重要的， 以下几个小节将详细地介绍这这两种持久化功能， 并对它们的相同和不同之处进行说明。

• 1 RDB（Redis DataBase）

  在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，
  也就是行话讲的Snapshot快照，它恢复时是将快照文件直接读到内存里

  Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保了极高的性能

  如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是非常敏感，那RDB方式要比AOF方式更加的高效。RDB的缺点是最后一次持久化后的数据可能丢失。

  Fork

    fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程
  

  rdb 保存的是dump.rdb文件

RDB 快照

    在默认情况下， Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb 的二进制文件中。

    你可以对 Redis 进行设置， 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时， 自动保存一次数据集。

    你也可以通过调用 SAVE 或者 BGSAVE ， 手动让 Redis 进行数据集保存操作。

    比如说， 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时， 自动保存一次数据集：

    ```
    ################################ SNAPSHOTTING  ################################
    #
    # Save the DB on disk:
    #
    #   save <seconds> <changes>
    #
    #   Will save the DB if both the given number of seconds and the given
    #   number of write operations against the DB occurred.
    #
    #   In the example below the behaviour will be to save:
    #   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed
    #   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed
    #   after 60 sec if at least 10000 keys changed
    #
    #   Note: you can disable saving completely by commenting out all "save" lines.
    #
    #   It is also possible to remove all the previously configured save
    #   points by adding a save directive with a single empty string argument
    #   like in the following example:
    #
    #   save ""

    save 900 1
    save 300 10
    save 60 10000   # 60 秒内有至少有 10000 个键被改动

    ```
    这种持久化方式被称为快照（snapshot）。

    ##### 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。

    ##### 如何触发RDB快照

        配置文件中默认的快照配置
            冷拷贝后重新使用
                可以cp dump.rdb dump_new.rdb

        命令save或者是bgsave
            Save：save时只管保存，其它不管，全部阻塞
            BGSAVE：Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。可以通过lastsave命令获取最后一次成功执行快照的时间
        
        执行flushall命令，也会产生dump.rdb文件，但里面是空的，无意义
    
    ##### 如何恢复
        将备份文件 (dump.rdb) 移动到 redis 安装目录并启动服务即可
        CONFIG GET dir获取目录
    
    ##### 优势
    - RDB 是一个非常紧凑（compact）的文件，它保存了 Redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份： 比如说，你可以在最近的 24 小时内，每小时备份一次 RDB 文件，并且在每个月的每一天，也备份一个 RDB 文件。 这样的话，即使遇上问题，也可以随时将数据集还原到不同的版本。
    - RDB 非常适用于灾难恢复（disaster recovery）：它只有一个文件，并且内容都非常紧凑。
    -RDB 可以最大化 Redis 的性能：父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。
    -RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
    -适合大规模的数据恢复
    -对数据完整性和一致性要求不高
    
    ##### 劣势
    -如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据，那么 RDB 不适合你。 虽然 Redis 允许你设置不同的保存点（save point）来控制保存 RDB 文件的频率， 但是， 因为RDB 文件需要保存整个数据集的状态， 所以它并不是一个轻松的操作。 因此你可能会至少 5 分钟才保存一次 RDB 文件。 在这种情况下， 一旦发生故障停机， 你就可能会丢失好几分钟的数据。
    -每次保存 RDB 的时候，Redis 都要 fork() 出一个子进程，并由子进程来进行实际的持久化工作。 在数据集比较庞大时， fork() 可能会非常耗时，造成服务器在某某毫秒内停止处理客户端； 如果数据集非常巨大，并且 CPU 时间非常紧张的话，那么这种停止时间甚至可能会长达整整一秒。 虽然 AOF 重写也需要进行 fork() ，但无论 AOF 重写的执行间隔有多长，数据的耐久性都不会有任何损失。
    
    ##### 如何停止
        动态所有停止RDB保存规则的方法：redis-cli config set save ""

• 2 AOF（Append Only File）

  是什么：

    以日志的形式来记录每个写操作，将Redis执行过的所有写指令记录下来(读操作不记录)，只许追加文件但不可以改写文件，redis启动之初会读取该文件重新构建数据，换言之，redis重启的话就根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作
  

  Aof保存的是appendonly.aof文件

  • 每修改同步：appendfsync always 同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 ,性能较差但数据完整性比较好

  • 每秒同步：appendfsync everysec 异步操作，每秒记录 如果一秒内宕机，有数据丢失

  • 不同步：appendfsync no 从不同步

  • APPEND ONLY MODE追加

    appendonly:是否开启AOF
    appendfilename:AOF的文件名
    appendfsync
    always：同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 性能较差但数据完整性比较好
    everysec：出厂默认推荐，异步操作，每秒记录 如果一秒内宕机，有数据丢失
    no：不持久化
    no-appendfsync-on-rewrite：重写时是否可以运用Appendfsync，用默认no即可，保证数据安全性。
    auto-aof-rewrite-min-size：设置重写的基准值
    auto-aof-rewrite-percentage：设置重写的基准值

AOF启动/修复/恢复

    - 正常恢复
        启动：设置Yes,修改默认的appendonly no，改为yes
        将有数据的aof文件复制一份保存到对应目录(config get dir)
        恢复：重启redis然后重新加载
    - 异常恢复
        启动：设置Yes,修改默认的appendonly no，改为yes
        备份被写坏的AOF文件
        修复：
            redis-check-aof --fix进行修复
        恢复：重启redis然后重新加载

• rewrite

  是什么：

        AOF采用文件追加方式，文件会越来越大为避免出现此种情况，新增了重写机制,当AOF文件的大小超过所设定的阈值时，Redis就会启动AOF文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集.可以使用命令bgrewriteaof
  

  重写原理

        AOF文件持续增长而过大时，会fork出一条新进程来将文件重写(也是先写临时文件最后再rename)，遍历新进程的内存中数据，每条记录有一条的Set语句。重写aof文件的操作，并没有读取旧的aof文件，而是将整个内存中的数据库内容用命令的方式重写了一个新的aof文件，这点和快照有点类似
  

  触发机制

        Redis会记录上次重写时的AOF大小，默认配置是当AOF文件大小是上次rewrite后大小的一倍且文件大于64M时触发
  

• 优势

    - 使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久（much more durable）：你可以设置不同的 fsync 策略，比如无 fsync ，每秒钟一次 fsync ，或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次，在这种配置下，Redis 仍然可以保持良好的性能，并且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据（ fsync 会在后台线程执行，所以主线程可以继续努力地处理命令请求）。
    - AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件（append only log）， 因此对 AOF 文件的写入不需要进行 seek ， 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令（比如写入时磁盘已满，写入中途停机，等等）， redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
    - Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写： 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
    - AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作， 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析（parse）也很轻松。 导出（export） AOF 文件也非常简单： 举个例子， 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重写， 那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。
  

• 劣势

    - 对于相同的数据集来说，AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。
    - 根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下， 每秒 fsync 的性能依然非常高， 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快， 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时，RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间（latency）。
    - AOF 在过去曾经发生过这样的 bug ： 因为个别命令的原因，导致 AOF 文件在重新载入时，无法将数据集恢复成保存时的原样。 （举个例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾经引起过这样的 bug 。） 测试套件里为这种情况添加了测试： 它们会自动生成随机的、复杂的数据集， 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见， 但是对比来说， RDB 几乎是不可能出现这种 bug 的。
  

• AOF 重写

        因为 AOF 的运作方式是不断地将命令追加到文件的末尾， 所以随着写入命令的不断增加， AOF 文件的体积也会变得越来越大。
  
        举个例子， 如果你对一个计数器调用了 100 次 INCR ， 那么仅仅是为了保存这个计数器的当前值， AOF 文件就需要使用 100 条记录（entry）。
  
        然而在实际上， 只使用一条 SET 命令已经足以保存计数器的当前值了， 其余 99 条记录实际上都是多余的。
  
        为了处理这种情况， Redis 支持一种有趣的特性： 可以在不打断服务客户端的情况下， 对 AOF 文件进行重建（rebuild）。
  
        执行 BGREWRITEAOF 命令， Redis 将生成一个新的 AOF 文件， 这个文件包含重建当前数据集所需的最少命令。
  
        Redis 2.2 需要自己手动执行 BGREWRITEAOF 命令； Redis 2.4 则可以自动触发 AOF 重写， 具体信息请查看 2.4 的示例配置文件。
  

• AOF 有多耐久？

       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 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 文件进行写入时停机， 如果停机造成了 AOF 文件出错（corrupt）， 那么 Redis 在重启时会拒绝载入这个 AOF 文件， 从而确保数据的一致性不会被破坏。
  
       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 的运作方式

        AOF 重写和 RDB 创建快照一样，都巧妙地利用了写时复制机制。
  
        以下是 AOF 重写的执行步骤：
  
            - Redis 执行 fork() ，现在同时拥有父进程和子进程。
            - 子进程开始将新 AOF 文件的内容写入到临时文件。
            - 对于所有新执行的写入命令，父进程一边将它们累积到一个内存缓存中，一边将这些改动追加到现有 AOF 文件的末尾： 这样即使在重写的中途发生停机，现有的 AOF 文件也还是安全的。
            - 当子进程完成重写工作时，它给父进程发送一个信号，父进程在接收到信号之后，将内存缓存中的所有数据追加到新 AOF 文件的末尾。
            - 搞定！现在 Redis 原子地用新文件替换旧文件，之后所有命令都会直接追加到新 AOF 文件的末尾。
            怎么从 RDB 持久化切换到 AOF 持久化
  

• 怎么从 RDB 持久化切换到 AOF 持久化

        在 Redis 2.2 或以上版本，可以在不重启的情况下，从 RDB 切换到 AOF ：
            为最新的 dump.rdb 文件创建一个备份。
            将备份放到一个安全的地方。
            执行以下两条命令：
                redis-cli> CONFIG SET appendonly yes
  
                redis-cli> CONFIG SET save ""
            确保命令执行之后，数据库的键的数量没有改变。
            确保写命令会被正确地追加到 AOF 文件的末尾。
        步骤 3 执行的第一条命令开启了 AOF 功能： Redis 会阻塞直到初始 AOF 文件创建完成为止， 之后 Redis 会继续处理命令请求， 并开始将写入命令追加到 AOF 文件末尾。
  
        步骤 3 执行的第二条命令用于关闭 RDB 功能。 这一步是可选的， 如果你愿意的话， 也可以同时使用 RDB 和 AOF 这两种持久化功能。
  

• RDB 和 AOF 之间的相互作用

  在版本号大于等于 2.4 的 Redis 中， BGSAVE 执行的过程中， 不可以执行 BGREWRITEAOF 。 反过来说， 在 BGREWRITEAOF 执行的过程中， 也不可以执行 BGSAVE 。

  这可以防止两个 Redis 后台进程同时对磁盘进行大量的 I/O 操作。

  如果 BGSAVE 正在执行， 并且用户显示地调用 BGREWRITEAOF 命令， 那么服务器将向用户回复一个 OK 状态， 并告知用户， BGREWRITEAOF 已经被预定执行： 一旦 BGSAVE 执行完毕， BGREWRITEAOF 就会正式开始。

  当 Redis 启动时， 如果 RDB 持久化和 AOF 持久化都被打开了， 那么程序会优先使用 AOF 文件来恢复数据集， 因为 AOF 文件所保存的数据通常是最完整的

• 备份 Redis 数

  磁盘故障， 节点失效， 诸如此类的问题都可能让你的数据消失不见， 不进行备份是非常危险的。

  Redis 对于数据备份是非常友好的， 因为你可以在服务器运行的时候对 RDB 文件进行复制： RDB 文件一旦被创建， 就不会进行任何修改。 当服务器要创建一个新的 RDB 文件时， 它先将文件的内容保存在一个临时文件里面， 当临时文件写入完毕时， 程序才使用 rename(2) 原子地用临时文件替换原来的 RDB 文件。

  这也就是说， 无论何时， 复制 RDB 文件都是绝对安全的。

  以下是我们的建议：

   创建一个定期任务（cron job）， 每小时将一个 RDB 文件备份到一个文件夹， 并且每天将一个 RDB 文件备份到另一个文件夹。
   确保快照的备份都带有相应的日期和时间信息， 每次执行定期任务脚本时， 使用 find 命令来删除过期的快照： 比如说， 你可以保留最近 48 小时内的每小时快照， 还可以保留最近一两个月的每日快照。
   至少每天一次， 将 RDB 备份到你的数据中心之外， 或者至少是备份到你运行 Redis 服务器的物理机器之外。
  

• 总结(Which one)

  RDB持久化方式能够在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.

  Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大只做缓存：如果你只希望你的数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化方式.同时开启两种持久化方式在这种情况下,当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整.

  RDB的数据不实时，同时使用两者时服务器重启也只会找AOF文件。那要不要只使用AOF呢？
  建议不要，因为RDB更适合用于备份数据库(AOF在不断变化不好备份，快速重启，而且不会有AOF可能潜在的bug，留着作为一个万一的手段。