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[大数据]NoSQL数据库Redis的持久化 |
目录 一、Redis持久化Redis是内存数据库,数据都是存储在内存中,为了避免服务器断电等原因导致Redis进程异常退出后数据的永久丢失,需要定期将Redis中的数据以某种形式从内存保存到硬盘;当下次Redis重启时,利用持久化文件实现数据恢复。除此之外,为了进行灾难备份,可以将持久化文件拷贝到一个远程位置。 为此,Redis提供了两种方式来进行持久化,其中由于AOF持久化的实时性更好,即当进程意外退出时丢失的数据更少,因此AOF是目前主流的持久化方式
二、RDB持久化在指定的时间间隔内将内存中当前进程中的数据生成快照保存到硬盘(因此也称作快照持久化),用二进制压缩存储,保存的文件后缀是rdb;可以读取快照文件恢复数据。 Ⅰ、RDB持久化的触发方式(1)手动触发save命令和bgsave命令都可以生成RDB文件。
bgsave命令执行过程中,只有fork子进程时会阻塞服务器,而对于save命令,整个过程都会阻塞服务器,因此save已基本被废弃,线上环境要杜绝save的使用。 (2)自动触发在配置文件中通过save m n,指定当m秒内发生n次变化时,会触发bgsave
同时,在主从复制场景下,如果从节点执行全量复制操作,则主节点会执行bgsave命令,并将rdb文件发送给从节点。执行shutdown命令时,自动执行rdb持久化。 Ⅱ、执行RDB持久化的流程分析Redis父进程首先判断当前是否在执行save/bgsave/bgrewriteaof的子进程,如果在执行则bgsave命令直接返回。 bgsave/bgrewriteaof的子进程不能同时执行,主要是基于性能方面的考虑:两个并发的子进程同时执行大量的磁盘写操作,可能引起严重的性能问题。 Ⅲ、启动时加载RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的,并没有专门的命令。但是由于AOF的优先级更高,因此当AOF开启时,Redis会优先载入 AOF文件来恢复数据;只有当AOF关闭时,才会在Redis服务器启动时检测RDB文件,并自动载入。服务器载入RDB文件期间处于阻塞状态,直到载入完成为止。Redis载入RDB文件时,会对RDB文件进行校验,如果文件损坏,则日志中会打印错误,Redis启动失败。 三、AOF持久化将Redis执行的每次写、删除命令记录到单独的日志文件中,查询操作不会记录; 当Redis重启时再次执行AOF文件中的命令来恢复数据。与RDB相比,AOF的实时性更好,因此已成为主流的持久化方案。 Ⅰ、开启AOFRedis服务器默认开启RDB关闭AOF,因此需要进入配置文件进行开启
Ⅱ、执行AOF持久化的流程分析与RDB相比,由于AOF需要记录Redis的每条写命令,因此AOF不需要触发 AOF的执行流程包括: (1)命令追加
Redis先将写命令追加到缓冲区,而不是直接写入文件,主要是为了避免每次有写命令都直接写入硬盘,导致硬盘IO成为Redis负载的瓶颈。命令追加的格式是Redis命令请求的协议格式,它是一种纯文本格式,具有兼容性好、可读性强、容易处理、操作简单避免二次开销等优点。在AOF文件中,除了用于指定数据库的select命令(如select 0为选中0号数据库)是由Redis添加的,其他都是客户端发送来的写命令。 (2)文件写入(write)和文件同步(sync)
为了提高文件写入效率,在现代操作系统中,当用户调用write函数将数据写入文件时,操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里,当缓冲区被填满或超过了指定时限后,才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率,但也带来了安全问题:如果计算机停机,内存缓冲区中的数据会丢失;因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数,可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里,从而确保数据的安全性。 AOF缓存区的同步文件策略存在三种同步方式: appendfsync always: 命令写入aof_buf后立即调用系统fsync操作同步到AOF文件,fsync完成后线程返回。这种情况下,每次有写命令都要同步到AOF文件,硬盘IO成为性能瓶颈,Redis只能支持大约几百TPS写入,严重降低了Redis的性能;即便是使用固态硬盘(SSD),每秒大约也只能处理几万个命令,而且会大大降低SSD的寿命。 appendfsync no: 命令写入aof_buf后调用系统write操作,不对AOF文件做fsync同步;同步由操作系统负责,通常同步周期为30秒。这种情况下,文件同步的时间不可控,且缓冲区中堆积的数据会很多,数据安全性无法保证。 appendfsync everysec: 命令写入aof_buf后调用系统write操作,write完成后线程返回;fsync同步文件操作由专门的线程每秒调用一次。everysec是前述两种策略的折中,是性能和数据安全性的平衡,因此是Redis的默认配置,也是我们推荐的配置。 (3)文件重写(rewrite)
随着时间流逝,Redis服务器执行的写命令越来越多,AOF文件也会越来越大;过大的AOF文件不仅会影响服务器的正常运行,也会导致数据恢复需要的时间过长。 文件重写是指定期重写AOF文件,减小AOF文件的体积。需要注意的是,AOF重写是把Redis进程内的数据转化为写命令,同步到新的AOF文件;不会对旧的AOF文件进行任何读取、写入操作! 关于文件重写需要注意的另一点是:对于AOF持久化来说,文件重写虽然是强烈推荐的,但并不是必须的;即使没有文件重写,数据也可以被持久化并在Redis启动的时候导入;因此在一些实现中,会关闭自动的文件重写,然后通过定时任务在每天的某一时刻定时执行。
?触发方式: 手动触发: 直接调用bgrewriteaof命令,该命令的执行与bgsave有些类似:都是fork子进程进行具体的工作,且都只有在fork时阻塞 自动触发: 通过设置auto-aof-rewrite-min-size选项和auto-aof-rewrite-percentage选项来自动执行BGREWRITEAOF。 只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个选项同时满足时,才会自动触发AOF重写,即bgrewriteaof操作,如下所示
文件重写流程
Ⅲ、启动时加载当AOF开启时,Redis启动时会优先载入AOF文件来恢复数据;只有当AOF关闭时,才会载入RDB文件恢复数据。当AOF开启,但AOF文件不存在时,即使RDB文件存在也不会加载。 Redis载入AOF文件时,会对AOF文件进行校验,如果文件损坏,则日志中会打印错误,Redis启动失败。但如果是AOF文件结尾不完整(机器突然宕机等容易导致文件尾部不完整),且aof-load-truncated参数开启,则日志中会输出警告,Redis忽略掉AOF文件的尾部,启动成功。aof-load-truncated参数默认是开启的。 四、RDB和AOF的优点与缺点RDB文件紧凑,体积小,网络传输快,适合全量复制;恢复速度快;AOF文件大、恢复速度慢、对性能影响大,甚至可能造成AOF追加阻塞问题 RDB数据快照的持久化方式决定了做不到实时持久化,RDB文件需要满足特定格式,兼容性差
五、Redis性能管理Ⅰ、查看Redis内存使用
Ⅱ、内存碎片率操作系统分配的内存值used_ memory_ rss除以Redis使用的内存值used_ memory计算得出内存碎片是由操作系统低效的分配/回收物理内存导致的 (不连续的物理内存分配) Ⅲ、跟踪内存碎片率跟踪内存碎片率对理解Redis实例的资源性能是非常重要的: Ⅳ、内存使用率redis实例的内存使用率超过可用最大内存,操作系统将开始进行内存与swap空间交换。 避免内存交换发生的方法: 1.针对缓存数据大小选择安装Redis 实例 Ⅴ、内回收key保证合理分配redis有限的内存资源。 当达到设置的最大阀值时,需选择一种key的回收策略,默认情况下回收策略是禁止删除。 配置文件中修改maxmemory- policy属性值:
六、Redis中如何获取MySQL数据,以及删除数据Ⅰ、命中机制Redis基本是做为缓存服务器来使用的,但是Redis怎么知道哪些数据需要被加载到Redis中的缓存中呢。 这就需要Redis中的命中机制,只有当客户端访问的热点数据,Redis才会将他们加载到redis缓存中给客户端访问。 Ⅱ、淘汰机制当缓存中的数据较多时,可能造成Redis内存不足,内存溢出等问题。所以,redis中有淘汰机制,进行淘汰一些数据,进行释放内存空间。 过期删除 惰性淘汰 随机淘汰 |
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