5.1、持久化

持久化

Redis支持RDB和AOF两种持久化机制，持久化功能有效地避免因进程退出造成的数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。理解掌握持久化机制对于Redis运维非常重要。本章内容如下：

• 首先介绍RDB、AOF的配置和运行流程，以及控制持久化的相关命令，如bgsave和bgrewriteaof。

• 其次对常见持久化问题进行分析定位和优化。

• 最后结合Redis常见的单机多实例部署场景进行优化。

1. RDB

   RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程，触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。

   • 触发机制

     手动触发分别对应save和bgsave命令：

     • save命令：阻塞当前Redis服务器，直到RDB过程完成为止，对于内存比较大的实例会造成长时间阻塞，线上环境不建议使用。云心save命令对应的Redis日志如下：

     * DB saved on disk

     • bgsave命令：Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。运行bgsave命令对应的Redis日志如下：

     * Background saving started by pid 3151
     * DB saved on disk
     * RDB: 0 MB of memory used by copy-on-write
     * Background saving terminated with success
     

     显然bgsave命令是针对save阻塞问题做的优化。因此Redis内部所有的涉及RDB的操作都采用bgsave的方式，而save操作已经废弃。

     除了执行命令手动触发之外，Redis内部还存在自动触发RDB的持久化机制，例如一下场景：

     1）使用save相关配置，如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改是，自动触发bgsave。

     2）如果从节点执行全量复制操作，主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点。

     3）执行debug reload命令重新加载Redis时，也会自动触发save操作。

     4）默认情况下执行shutdown命令时，如果没有开启AOF持久化功能则自动执行bgsave。

2. 流程说明

   bgsave是主流的触发RDB持久化方式，下图是它的运作流程：

   2019-04-20-20-58-08.png

   1）执行bgsave命令，Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程，如RDB/AOF子进程，如果存在bgsave命令直接返回。

   2）父进程执行fork操作创建子进程，fork操作过程中父进程会阻塞，通过info stats命令查看latest_fork_usec选项，可以获取最近一个fork操作的耗时，单位为微秒。

   3）父进程fork完成后，bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程，可以继续响应其他命令。

   4）子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的时间，对应info统计的rdb_last_save_time选项。

   5）进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息，具体见info Persistence下的rdb_*相关选项。

3. RDB文件的处理

   保存：RDB文件保存在dir配置指定的目录下，文件名通过dbfilename配置指定。可以通过执行config set dir (newDir)和config set dbfilename (newFileName) 运行期动态执行，当下次运行时RDB文件会保存到新目录。

   运维提示：当遇到坏盘或磁盘写满等情况时，可以通过config set dir (newDir)在线修改文件路径到可用的磁盘路径，之后执行bgsave进行磁盘切换，同样适用于AOF持久化文件。

   压缩：Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件做压缩处理，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启，可以通过参数config set rdbcompression{yes|no}动态修改。

   运维提示：虽然压缩RDB会消耗CPU，但可大幅降低文件的体积，方便保存到硬盘或通过网络发送给从节点，因此线上建议开启。

   校验：如果Redis加载损坏的RDB文件是拒绝启动，并打印如下日志：

   # Short read or OOM loading DB. Unrecoverable error, aborting now.
   

   这时可以使用Redis提供的redis-check-dump工具检测RDB文件并获取对应的错误报告。

4. RDB的优缺点

   RDB的优点：

   • RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份，并把RDV文件拷贝到远程机器或者文件系统中（如hdfs），用于灾难恢复。

   • Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。

   RDB的缺点：

   • RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本过高。

   • RDB文件使用特定二进制格式保存，Redis版本演进过程中有多个格式的RDB版本，存在老版本Redis服务无法兼容新版RDB格式的问题。

   针对RDB不适合实时持久化的问题，Redis提供了AOF持久化方式来解决。