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浅谈redis内存数据的持久化方式-创新互联

一、概述

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Redis的强大性能很大程度上都是因为所有数据都是存储在内存中的,然而当Redis重启后,所有存储在内存中的数据将会丢失,在很多情况下是无法容忍这样的事情的。所以,我们需要将内存中的数据持久化!典型的需要持久化数据的场景如下:

  1. 将Redis作为数据库使用;
  2. 将Redis作为缓存服务器使用,但是缓存miss后会对性能造成很大影响,所有缓存同时失效时会造成服务雪崩,无法响应。

本文介绍Redis所支持的两种数据持久化方式。

二、Redis数据持久化

Redis支持两种数据持久化方式:RDB方式和AOF方式。前者会根据配置的规则定时将内存中的数据持久化到硬盘上,后者则是在每次执行写命令之后将命令记录下来。两种持久化方式可以单独使用,但是通常会将两者结合使用。

1、RDB方式

RDB方式的持久化是通过快照的方式完成的。当符合某种规则时,会将内存中的数据全量生成一份副本存储到硬盘上,这个过程称作”快照”,Redis会在以下几种情况下对数据进行快照:

  1. 根据配置规则进行自动快照;
  2. 用户执行SAVE, BGSAVE命令;
  3. 执行FLUSHALL命令;
  4. 执行复制(replication)时。

执行快照的场景

(1)根据配置自动快照

Redis允许用户自定义快照条件,当满足条件时自动执行快照。缺省情况下,Redis把数据快照存放在磁盘上的二进制文件中,文件名为dump.rdb,此外,我们也可以通过配置文件来修改Redis服务器dump快照的频率,在打开redis.windows.conf文件之后,我们搜索save,可以看到下面的配置信息:

浅谈redis内存数据的持久化方式

注意最后三行,分别表示:

在900秒(15分钟)之后,如果至少有1个key发生变化,则dump内存快照;

在300秒(5分钟)之后,如果至少有10个key发生变化,则dump内存快照;

在60秒(1分钟)之后,如果至少有10000个key发生变化,则dump内存快照。

每个快照条件独占一行,他们之间是或(||)关系,只要满足任何一个就进行快照。上面配置save后的第一个参数T是时间,单位是秒,第二个参数M是更改的键的个数,含义是:当时间T内被更改的键的个数大于M时,自动进行快照。比如save 900 1的含义是15分钟内(900s)被更改的键的个数大于1时,自动进行快照操作。

(2)执行SAVE或BGSAVE命令

除了让Redis自动进行快照外,当我们需要重启,迁移,备份Redis时,我们也可以手动执行SAVE或BGSAVE命令主动进行快照操作。

SAVE命令:当执行SAVE命令时,Redis同步进行快照操作,期间会阻塞所有来自客户端的请求,所以放数据库数据较多时,应该避免使用该命令;

BGSAVE命令:从命令名字就能看出来,这个命令与SAVE命令的区别就在于该命令的快照操作是在后台异步进行的,进行快照操作的同时还能处理来自客户端的请求。执行BGSAVE命令后Redis会马上返回OK表示开始进行快照操作,如果想知道快照操作是否已经完成,可以使用LASTSAVE命令返回最近一次成功执行快照的时间,返回结果是一个Unix时间戳。

(3)执行FLUSHALL命令

当执行FLUSHALL命令时,Redis会清除数据库中的所有数据。需要注意的是:不论清空数据库的过程是否触发了自动快照的条件,只要自动快照条件不为空,Redis就会执行一次快照操作,当没有定义自动快照条件时,执行FLUSHALL命令不会进行快照操作。

(4)执行复制

当设置了主从模式时,Redis会在复制初始化时进行自动快照。

快照原理

Redis默认会将快照文件存储在Redis当前进程的工作目录的dump.rdb文件中,可以通过配置文件中的dir和dbfilename两个参数分别指定快照文件的存储路径和文件名,默认的存储路径和文件名如下图所示:

浅谈redis内存数据的持久化方式

快照执行的过程如下:

(1)Redis使用fork函数复制一份当前进程(父进程)的副本(子进程);
(2)父进程继续处理来自客户端的请求,子进程开始将内存中的数据写入硬盘中的临时文件;
(3)当子进程写完所有的数据后,用该临时文件替换旧的RDB文件,至此,一次快照操作完成。

需要注意的是:

在执行fork的时候操作系统(类Unix操作系统)会使用写时复制(copy-on-write)策略,即fork函数发生的一刻,父进程和子进程共享同一块内存数据,当父进程需要修改其中的某片数据(如执行写命令)时,操作系统会将该片数据复制一份以保证子进程不受影响,所以RDB文件存储的是执行fork操作那一刻的内存数据。所以RDB方式理论上是会存在丢数据的情况的(fork之后修改的的那些没有写进RDB文件)。

通过上述的介绍可以知道,快照进行时是不会修改RDB文件的,只有完成的时候才会用临时文件替换老的RDB文件,所以就保证任何时候RDB文件的都是完整的。这使得我们可以通过定时备份RDB文件来实现Redis数据的备份。RDB文件是经过压缩处理的二进制文件,所以占用的空间会小于内存中数据的大小,更有利于传输。

Redis启动时会自动读取RDB快照文件,将数据从硬盘载入到内存,根据数量的不同,这个过程持续的时间也不尽相同,通常来讲,一个记录1000万个字符串类型键,大小为1GB的快照文件载入到内存需要20-30秒的时间。

示例

下面演示RDB方式持久化,首先使用配置有如下快照规则:

save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dbfilename dump.rdb
dir ./

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