Redis简介

问题现象：

1.海量用户

2.高并发

什么是持久化？

利用永久性存储介质将数据进行保持，在特定的时间将保存的数据进行恢复的工作机制称为持久化

为什么要进行持久化

防止数据的意外丢失，确保数据安全性

持久化过程保存什么

将当前数据状态进行保存，快照形式，存储数据结果，存储格式简单，关注点在数据

将数据的操作过程进程保存，日志形式，存储操作过程，存储格式复杂，关注点在数据的操作过程

Redis 不同于 Memcached 的很重要一点就是，Redis 支持持久化，而且支持两种不同的持久化操作。Redis 的一种持久化方式叫快照（snapshotting，RDB），另一种方式是只追加文件（append-only file, AOF）。这两种方法各有千秋.

RDB启动方式 —— save指令

命令

save

作用 手动执行一次保存操作

RDB启动方式 —— save指令相关配置

dbfilename dump.rdb

说明：设置本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb 经验：通常设置为dump-端口号.rdb

dir

说明：设置存储.rdb文件的路径 经验：通常设置成存储空间较大的目录中，目录名称data

rdbcompression yes

说明：设置存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes，采用 LZF 压缩 经验：通常默认为开启状态，如果设置为no，可以节省 CPU 运行时间，但会使存储的文件变大（巨大） rdbchecksum yes

说明：设置是否进行RDB文件格式校验，该校验过程在写文件和读文件过程均进行 经验：通常默认为开启状态，如果设置为no，可以节约读写性过程约10%时间消耗，但是存储一定的数据损坏风险

RDB启动方式–save指令工作原理

RDB启动方式

数据量过大，单线程执行方式造成效率过低如何处理？

• 谁：redis操作者（用户）发起指令；redis服务器控制指令执行
• 什么时间：即时（发起）；合理的时间（执行）
• 干什么事情：保存数据

RDB启动方式–bgsave指令

命令

bgsave

作用

手动启动后台保存操作，但不是立即执行

RDB启动方式 —— bgsave指令工作原理

注意： bgsave命令是针对save阻塞问题做的优化。Redis内部所有涉及到RDB操作都采用bgsave的方式，save命令可以放弃使用。

RDB启动方式 —— bgsave指令相关配置

 dbfilename dump.rdb

 dir

 rdbcompression yes

 rdbchecksum yes

 stop-writes-on-bgsave-error yes

​ 说明：后台存储过程中如果出现错误现象，是否停止保存操作 ​ 经验：通常默认为开启状态

RDB启动方式

反复执行保存指令，忘记了怎么办？不知道数据产生了多少变化，何时保存？

• 谁：redis服务器发起指令（基于条件）
• 什么时间：满足条件
• 干什么事情：保存数据

RDB启动方式 ——save配置

RDB启动方式 ——save配置原理

save配置相关配置 ●dbfilename dump.rdb ●dir ●rdbcompression yes ●rdbchecksum yes

fork传教的是进程不是线程，redis是单线程的

RDB特殊启动形式

●全量复制 在主从复制中详细讲解 ●服务器运行过程中重启 debug reload ●关闭服务器时指定保存数据 shutdown save

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

RDB优点 ●RDB是一个紧凑压缩的二进制文件,存储效率较高 ●RDB内部存储的是redis在某个时间点的数据快照,非常适合用于数据备份,全量复制等场景 ●RDB恢复数据的速度要比AOF快很多 ●应用: 服务器中每X小时执行bgsave备份,并将RDB文件拷贝到远程机器中,用于灾难恢复。

RDB缺点 ●RDB方式无论是执行指令还是利用配置,无法做到实时持久化,具有较大的可能性丢失数据 ●bgsave指令每次运行要执行fork操作创建子进程,要牺牲掉一些性能 ●Redis的众多版本中未进行RDB文件格式的版本统一 ,有可能出现各版本服务之间数据格式无法兼容现象

RDB存储的弊端 ●存储数据量较大,效率较低 基于快照思想,每次读写都是全部数据,当数据量巨大时,效率非常低 ●大数据量下的IO性能较低 基于fork创建子进程，内存产生额外消耗 ●宕机带来的数据丢失风险

解决思路 ●不写全数据,仅记录部分数据 ●降低区分数据是否改变的难度,改记录数据为记录操作过程 ●对所有操作均进行记录,排除丢失数据的风险

AOF概念

●AOF(append only file)持久化:以独立日志的方式记录每次写命令,重启时再重新执行AOF文件中命令达到恢复数据的目的。与RDB相比可以简单描述为改记录数据为记录数据产生的过程 ●AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性,目前已经是Redis持久化的主流方式

AOF写数据过程

AOF写数据三种策略(appendfsync)

●always(每次 )

每次写入操作均同步到AOF文件中,数据零误差,性能较低,不建议使用。

●everysec (每秒)

每秒将缓冲区中的指令同步到AOF文件中,数据准确性较高,性能较高，建议使用，也是默认配置

在系统突然宕机的情况下丢失1秒内的数据

●no(系统控制)

由操作系统控制每次同步到AOF文件的周期,整体过程不可控

AOF功能开启 ●配置 appendonly yes |no

●作用 是否开启AOF持久化功能,默认为不开启状态

●配置 appendfsync always | everysec|no

●作用 AOF写数据策略

AOF相关配置

●配置 appendfilename fi lename ●作用 AOF持久化文件名,默认文件名未appendonly.aof ,建议配置为appendonly-端口号.aof ●配置 dir ●作用 AOF持久化文件保存路径,与RDB持久化文件保持一致即可

AOF

AOF重写 随着命令不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题, Redis引入了AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重写是将Redis进程内的数据转化为写命令同步到新AOF文件的过程。简单说就是将对同一个数据的若干个条命令执行结果转化成最终结果数据对应的指令进行记录。

AOF重写作用 ●降低磁盘占用量，提高磁盘利用率 ●提高持久化效率，降低持久化写时间，提高IO性能 ●降低数据恢复用时,提高数据恢复效率

AOF重写规则

●进程内已超时的数据不再写入文件

●忽略无效指令,重写时使用进程内数据直接生成,这样新的AOF文件只保留最终数据的写入命令 如del key1、hdel key2. srem key3、set key4 111、set key4 222等

●对同一数据的多条写命令合并为一条命令 如lpush list1 a、lpush list1 b、Ipush list1 C可以转化为: Ipush list1abc。. 为防止数据量过大造成客户端缓冲区溢出,对list、set、 hash. zset等类型,每条指令最多写入64个元素

AOF重写方式 ●手动重写 bgrewriteaof ●自动重写 auto-aof-rewrite-min-size size auto-aof-rewrite-percentage percentage

AOF自动重写方式

AOF工作流程

AOF缓冲区同步文件策略，由 参数appendfsync控制 系统调用write和fsync说明:

write操作会触发延迟写( delayed write) 机制，Linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘I0性能。write操作在写 入系统缓冲区后直接返回。同步硬盘操作依赖于系统调度机制，列如:缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。同步文件之前，如果此时系统故障宕机，缓冲区内数据将丢失。

fsync针对单个文件操作(比如AOF文件)，做强制硬盘同步，fsync将阻塞知道写入硬盘完成后返回，保证了数据持久化。

除了write、fsync、 Linx还提供了sync、fdatasync操作。

RDB与AOF的选择之惑 ●对数据非常敏感,建议使用默认的AOF持久化方案 ●AOF持久化策略使用everysecond ,每秒钟fsync一次。该策略redis仍可以保持很好的处理性能,当出现问题时,最多丢失0-1秒内的数据。 ●注意:由于AOF文件存储体积较大,且恢复速度较慢 ●数据呈现阶段有效性,建议使用RDB持久化方案 ●数据可以良好的做到阶段内无丢失(该阶段是开发者或运维人员手工维护的) ,且恢复速度较快,阶段点数据恢复通常采用RDB方案 ●注意:利用RDB实现紧凑的数据持久化会使Redis降的很低,慎重选择 ●综合比对 ●RDB与AOF的选择实际上是在做一种权衡,每种都有利有弊 ●如不能承受数分钟以内的数据丢失,对业务数据非常敏感,选用AOF ●如能承受数分钟以内的数据丢失,且追求大数据集的恢复速度,选用RDB ●灾难恢复选用RDB ●双保险策略,同时开启RDB和AOF ,重启后, Redis优先使用AOF来恢复数据,降低丢失数据的量

持久化应用场景