Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

时间：2022-05-29 00:32:01

Redis?的读写都是在内存中，所以它的性能较高，但在内存中的数据会随着服务器的重启而丢失，为了保证数据不丢失，我们需要将内存中的数据存储到磁盘，以便 Redis 重启时能够从磁盘中恢复原有的数据，而整个过程就叫做 Redis 持久化。

Redis持久化的几种方式——深入解析RDB
Redis 持久化也是 Redis?和 Memcached 的主要区别之一，因为 Memcached?是不具备持久化功能的。

1.持久化的几种方式

Redis 持久化拥有以下三种方式：

  • 快照方式（RDB, Redis DataBase）将某一个时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘；
  • 文件追加方式（AOF, Append Only File），记录所有的操作命令，并以文本的形式追加到文件中；
  • 混合持久化方式，Redis 4.0 之后新增的方式，混合持久化是结合了 RDB 和 AOF 的优点，在写入的时候，先把当前的数据以 RDB 的形式写入文件的开头，再将后续的操作命令以 AOF 的格式存入文件，这样既能保证?Redis?重启时的速度，又能简单数据丢失的风险。

因为每种持久化方案，都有特定的使用场景，让我们先从 RDB?持久化说起吧。

2.RDB简介

RDB（Redis DataBase）是将某一个时刻的内存快照（Snapshot），以二进制的方式写入磁盘的过程。

3.持久化触发

RDB?的持久化触发方式有两类：一类是手动触发，另一类是自动触发。

1）手动触发

手动触发持久化的操作有两个： save?和 bgsave?，它们主要区别体现在：是否阻塞?Redis?主线程的执行。

① save?命令

在客户端中执行 save?命令，就会触发 Redis 的持久化，但同时也是使 Redis 处于阻塞状态，直到 RDB?持久化完成，才会响应其他客户端发来的命令，所以在生产环境一定要慎用。

save?命令使用如下：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB
从图片可以看出，当执行完?save?命令之后，持久化文件 dump.rdb?的修改时间就变了，这就表示 save?成功的触发了?RDB 持久化。
save?命令执行流程，如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

② bgsave?命令

bgsave（background save）既后台保存的意思， 它和 save?命令最大的区别就是 bgsave?会 fork() 一个子进程来执行持久化，整个过程中只有在 fork() 子进程时有短暂的阻塞，当子进程被创建之后，Redis 的主进程就可以响应其他客户端的请求了，相对于整个流程都阻塞的?save?命令来说，显然?bgsave?命令更适合我们使用。
bgsave?命令使用，如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB
bgsave?执行流程，如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

2）自动触发

说完了?RDB?的手动触发方式，下面来看如何自动触发?RDB?持久化？
RDB?自动持久化主要来源于以下几种情况。

① save m n

save m n?是指在 m 秒内，如果有 n 个键发生改变，则自动触发持久化。
参数 m?和?n?可以在?Redis?的配置文件中找到，例如，save 60 1?则表明在 60 秒内，至少有一个键发生改变，就会触发?RDB?持久化。
自动触发持久化，本质是?Redis?通过判断，如果满足设置的触发条件，自动执行一次?bgsave?命令。
注意：当设置多个 save m n 命令时，满足任意一个条件都会触发持久化。
例如，我们设置了以下两个 save m n 命令：

  • save 60 10
  • save 600 1

当 60s 内如果有 10 次 Redis 键值发生改变，就会触发持久化；如果 60s 内 Redis 的键值改变次数少于 10 次，那么 Redis 就会判断 600s 内，Redis 的键值是否至少被修改了一次，如果满足则会触发持久化。

② flushall

flushall?命令用于清空 Redis 数据库，在生产环境下一定慎用，当 Redis 执行了 flushall?命令之后，则会触发自动持久化，把?RDB 文件清空。
执行结果如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

③ 主从同步触发

在 Redis 主从复制中，当从节点执行全量复制操作时，主节点会执行 bgsave?命令，并将 RDB 文件发送给从节点，该过程会自动触发 Redis 持久化。

4.配置说明

合理的设置 RDB 的配置，可以保障 Redis 高效且稳定的运行，下面一起来看 RDB 的配置项都有哪些？

RDB 配置参数可以在? Redis 的配置文件中找见，具体内容如下：

# RDB 保存的条件
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

# bgsave 失败之后，是否停止持久化数据到磁盘，yes 表示停止持久化，no 表示忽略错误继续写文件。
stop-writes-on-bgsave-error yes

# RDB 文件压缩
rdbcompression yes

# 写入文件和读取文件时是否开启 RDB 文件检查，检查是否有无损坏，如果在启动是检查发现损坏，则停止启动。
rdbchecksum yes

# RDB 文件名
dbfilename dump.rdb

# RDB 文件目录
dir ./

其中比较重要的参数如下列表：
① save 参数
它是用来配置触发 RDB 持久化条件的参数，满足保存条件时将会把数据持久化到硬盘。
默认配置说明如下：

  • save 900 1：表示 900 秒内如果至少有 1 个 key 值变化，则把数据持久化到硬盘；
  • save 300 10：表示 300 秒内如果至少有 10 个 key 值变化，则把数据持久化到硬盘；
  • save 60 10000：表示 60 秒内如果至少有 10000 个 key 值变化，则把数据持久化到硬盘。

② rdbcompression 参数
它的默认值是 yes?表示开启 RDB 文件压缩，Redis 会采用 LZF 算法进行压缩。如果不想消耗 CPU 性能来进行文件压缩的话，可以设置为关闭此功能，这样的缺点是需要更多的磁盘空间来保存文件。
③ rdbchecksum 参数
它的默认值为 yes?表示写入文件和读取文件时是否开启 RDB 文件检查，检查是否有无损坏，如果在启动是检查发现损坏，则停止启动。

5.配置查询

Redis 中可以使用命令查询当前配置参数。查询命令的格式为：config get xxx?，例如，想要获取 RDB 文件的存储名称设置，可以使用 config get dbfilename?，执行效果如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB
查询 RDB 的文件目录，可使用命令 config get dir?，执行效果如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

6.配置设置

设置 RDB 的配置，可以通过以下两种方式：

  • 手动修改 Redis 配置文件；
  • 使用命令行设置，例如，使用?config set dir "/usr/data"?就是用于修改 RDB 的存储目录。

注意：手动修改 Redis 配置文件的方式是全局生效的，即重启?Redis?服务器设置参数也不会丢失，而使用命令修改的方式，在 Redis 重启之后就会丢失。但手动修改?Redis?配置文件，想要立即生效需要重启?Redis?服务器，而命令的方式则不需要重启?Redis?服务器。

小贴士：Redis?的配置文件位于?Redis?安装目录的根路径下，默认名称为 redis.conf。

7.RDB 文件恢复

当?Redis?服务器启动时，如果 Redis 根目录存在?RDB?文件 dump.rdb，Redis 就会自动加载 RDB 文件恢复持久化数据。
如果根目录没有?dump.rdb 文件，请先将 dump.rdb?文件移动到 Redis 的根目录。
验证?RDB?文件是否被加载
Redis?在启动时有日志信息，会显示是否加载了?RDB?文件，我们执行 Redis 启动命令：src/redis-server redis.conf?，如下图所示：
Redis持久化的几种方式——深入解析RDB
从日志上可以看出， Redis 服务在启动时已经正常加载了 RDB 文件。

小贴士：Redis 服务器在载入 RDB 文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入工作完成为止。

8.RDB 优缺点

1）RDB 优点

  • RDB 的内容为二进制的数据，占用内存更小，更紧凑，更适合做为备份文件；
  • RDB 对灾难恢复非常有用，它是一个紧凑的文件，可以更快的传输到远程服务器进行 Redis 服务恢复；
  • RDB 可以更大程度的提高 Redis 的运行速度，因为每次持久化时 Redis 主进程都会 fork() 一个子进程，进行数据持久化到磁盘，Redis 主进程并不会执行磁盘 I/O 等操作；

  • 与 AOF 格式的文件相比，RDB 文件可以更快的重启。

    2）RDB 缺点

  • 因为 RDB 只能保存某个时间间隔的数据，如果中途 Redis 服务被意外终止了，则会丢失一段时间内的 Redis 数据；

  • RDB 需要经常 fork() 才能使用子进程将其持久化在磁盘上。如果数据集很大，fork() 可能很耗时，并且如果数据集很大且 CPU 性能不佳，则可能导致 Redis 停止为客户端服务几毫秒甚至一秒钟。

    9.禁用持久化

    禁用持久化可以提高 Redis 的执行效率，如果对数据丢失不敏感的情况下，可以在连接客户端的情况下，执行 config set save ""?命令即可禁用 Redis 的持久化，如下图所示：
    Redis持久化的几种方式——深入解析RDB

    10.小结

    通过本文我们可以得知，RDB?持久化分为手动触发和自动触发两种方式，它的优点是存储文件小，Redis?启动时恢复数据比较快，缺点是有丢失数据的风险。RDB?文件的恢复也很简单，只需要把?RDB?文件放到?Redis?的根目录，在?Redis?启动时就会自动加载并恢复数据。

    11.思考题

    如果?Redis?服务器?CPU?占用过高，可能是什么原因导致的？欢迎各位在评论区，写下你们的答案。

    12.参考&鸣谢

    https://redis.io/topics/persistence
    https://blog.csdn.net/qq_36318234/article/details/79994133
    https://www.cnblogs.com/ysocean/p/9114268.html
    https://www.cnblogs.com/wdliu/p/9377278.html

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