Redis进阶笔记01:Redis的持久化

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  1. 概述:
    1. 持久化的作用:数据备份与灾难恢复
    2. 如果不使用持久化:一旦遭遇到灾难性故障,将丢失所有数据
    3. redis持久化的故障恢复机制:
  2. 2种持久化方案(RDB、AOF):
    1. RDB(Redis DataBase):对redis中的数据执行周期性的持久化,即每隔一段时间,生成一份当前完整redis的数据快照:
      1. 优点
        1. RDB会生成多个数据文件,每个数据文件都代表了某一个时刻中redis的数据,这种多个数据文件的方式,非常适合做冷备,可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去,比如说Amazon的S3云服务上去,在国内可以是阿里云的ODPS分布式存储上,以预定好的备份策略来定期备份redis中的数据
        2. RDB对redis对外提供的读写服务,影响非常小,可以让redis保持高性能,因为redis主进程只需要fork一个子进程,让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可
        3. 相对于AOF持久化机制来说,直接基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程,更加快速
      2. 缺点
        1. 如果想要在redis故障时,尽可能少的丢失数据,那么RDB没有AOF好。一般来说,RDB数据快照文件,都是每隔5分钟,或者更长时间生成一次,这个时候就得接受一旦redis进程宕机,那么会丢失最近5分钟的数据
        2. RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候,如果数据文件特别大,可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒,或者甚至数秒
    2. AOF(Append Only File):对每条写入命令作为日志,以append-only的模式写入一个日志文件中,在redis重启的时候,可以通过回放AOF日志中的写入指令来重新构建整个数据集
      1. AOF记录的是写指令,其文件内容只会增加,而不会减少
      2. redis的内存数据存满时(例如限定了1G的内存空间),会执行LRU算法,清理掉一部份不常用的数据,而AOF中对应的无效数据的写指令不会被删除;而AOF文件过大时,redis会基于当前的redis数据新建一个AOF文件,仅存放基于当前redis数据的写指令,删除原有的AOF文件

1. 优点 1. AOF可以更好的保护数据不丢失,一般AOF会每隔1秒,通过一个后台线程执行一次fsync操作,最多丢失1秒钟的数据 1. AOF日志文件以append-only模式写入,所以没有任何磁盘寻址的开销,写入性能非常高,而且文件不容易破损,即使文件尾部破损,也很容易修复 1. AOF日志文件即使过大的时候,出现后台重写操作,也不会影响客户端的读写。因为在rewrite log的时候,会对其中的指导进行压缩,创建出一份需要恢复数据的最小日志出来。再创建新日志文件的时候,老的日志文件还是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候,再交换新老日志文件即可。 1. AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录,这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如某人不小心用flushall命令清空了所有数据,只要这个时候后台rewrite还没有发生,那么就可以立即拷贝AOF文件,将最后一条flushall命令给删了,然后再将该AOF文件放回去,就可以通过恢复机制,自动恢复所有数据 1. 缺点 1. 对于同一份数据来说,AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大 1. AOF开启后,支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低,因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件,当然,每秒一次fsync,性能也还是很高的 1. 以前AOF发生过bug,就是通过AOF记录的日志,进行数据恢复的时候,没有恢复一模一样的数据出来。所以说,类似AOF这种较为复杂的基于命令日志/merge/回放的方式,比基于RDB每次持久化一份完整的数据快照文件的方式,更加脆弱一些,容易有bug。不过AOF就是为了避免rewrite过程导致的bug,因此每次rewrite并不是基于旧的指令日志进行merge的,而是基于当时内存中的数据进行指令的重新构建,这样健壮性会好很多。

  1. RDB和AOF到底该如何选择
    1. 不要仅仅使用RDB,因为那样会导致你丢失很多数据
    2. 也不要仅仅使用AOF,因为那样有两个问题,
      第一,你通过AOF做冷备,没有RDB做冷备,来的恢复速度更快;
      第二,RDB每次简单粗暴生成数据快照,更加健壮,可以避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug
    3. 综合使用AOF和RDB两种持久化机制,用AOF来保证数据不丢失,作为数据恢复的第一选择; 用RDB来做不同程度的冷备,在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候,还可以使用RDB来进行快速的数据恢复
  2. RDB持久化实验:
    1. 修改redis.conf,新增rdb写入规则: 每3s检测一次,如果有5个键发生改动,则写入rdb文件,重启redis后生效:
    2. 新增三个键,rdb文件中没有写入:
    3. 再新增2个键,rdb文件中写入了5个键:
  3. AOF持久化实验: 1. 修改redis.conf,开启AOF持久化机制(每秒一次fsync)、开启AOF的rewrite机制(重启生效)


    1. 插入一个键值对,查看AOF(日志)文件:
    1. AOF的rewrite流程:
  4. 企业级数据备份与数据恢复的容灾演练
    1. 持久化方案: RDB、AOF同时打开,RDB的复写频率与AOF的rewrite频率使用redis的默认配置即可,也可以根据实际需要进行调整,AOF的fsync频率建议使用everysec;
    2. 数据备份方案:
      1. crontab 定时调度脚本去做数据备份
        crontab -e
        0 * * * * sh /usr/local/redis/copy/redis_rdb_copy_hourly.sh
        
      2. 每小时 都copy一份rdb的备份,到一个目录中去,仅仅保留最近48小时的备份
        #! /bin/sh
        # 获取当前时间
        cur_date=`date +%Y%m%d%k`
        # 备份当前文件
        cp -f /var/redis/6379/dump.rdb /usr/local/mysoftware/redis/backup/snapshotting/$cur_date.rdb
        # 删除48小时之前的文件
        del_date=`date -d -48hour +%Y%m%d%k`
        rm -rf /usr/local/mysoftware/redis/backup/snapshotting/$del_date.rdb
        
      3. 每天 都保留一份当日的rdb的备份,到一个目录中去,仅仅保留最近1个月的备份
        #!/bin/sh 
        cur_date=`date +%Y%m%d`
        cp /var/redis/6379/dump.rdb /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date.rdb
        
        del_date=`date -d -1month +%Y%m%d`
        rm -rf /usr/local/redis/snapshotting/$del_date.rdb
        
      4. 每次copy备份的时候,都把太旧的备份给删了(通常删除 48小时 或者 1个月 之前的数据)
      5. 每天晚上将当前服务器上 所有的数据备份,发送一份到远程的云服务上去
    3. 数据恢复方案(分5种情形讨论):
      1. 如果是redis进程挂掉:直接重启即可,redis会立即根据aof文件进行数据恢复;
      2. 如果是redis进程所在机器挂掉,那么重启机器后,尝试重启redis进程,尝试直接基于AOF日志文件进行数据恢复。如果AOF没有破损,也是可以直接基于AOF恢复的(AOF append-only,顺序写入)。如果AOF文件破损,那么用redis-check-aof fix 修复aof文件后恢复
      3. 如果redis挂掉,且当前最新的AOF和RDB文件出现了丢失/损坏(人为:rm -rf之类的),这种情况相对比较麻烦,单独讲解一下:
        1. 核心思路:利用最近一次备份的rdb文件生成aof文件,而不要使用redis重启后自动生成的空的aof文件
        2. 在配置文件中关闭aof,重新拷入最近一次备份的rdb文件后,重启redis服务(将数据恢复到最近一次rdb备份的时刻)
        3. 使用redis热配置的方式打开aof持久化,关闭redis服务(只是暂用了热配置的方式开启了aof,而实际的配置文件并没有修改),配置文件中打开aof持久化开关,重启redis
        4. 此时可以看到数据可以取到,且aof文件正常
      4. 如果当前机器上的所有RDB文件全部损坏,那么从远程的云服务上拉取最新的RDB快照回来恢复数据
      5. 如果是发现有重大的数据错误,比如某个小时上线的程序一下子将数据全部污染了,数据全错了,那么可以选择某个更早的时间点,对数据进行恢复

首发于个人博客:zephyrlai.github.io