Redis持久化之RDB和AOF区别对比

前言

Redis支持RDB和AOF两种持久化机制，持久化功能有效的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。

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。

一、触发机制

1、手动触发
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。运行save命令对应的Redis日志如下：

DB saved on disk

• bgsave
  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

bgsave命令是对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 命令已经废弃。

2、自动触发

• 使用save相关配置，如“save m n” 。表示 m 秒内数据集存在 n 次修改时，自动触发 bgsave
• 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。
• 执行 debug reload 命令重新加载 Redis时，也会自动触发 save 操作
• 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。

二、流程说明

bgsave 是主流的触发RDB 持久化方式，下面了解它的运作流程：

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 lastest_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，具体看info Persistence 下的 rdb_* 相关选项。

三、RDB文件处理

1、保存
RDB文件保存在 redis.conf 配置文件中 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 {new Dir} 和 config set dbfilename {newFile Name} 运行期动态执行，当下次运行时RDB文件会保存到新目录。

注意：当遇到坏盘或磁盘写满等情况时，可以通过 config set dir {new Dir} 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。

2、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。

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

3、校验
如果Redis加载损坏的RDB文件时拒绝启动，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。

四、RDB的优缺点

1、RDB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。比如每六个小时执行 bgsave 备份，并把 RDB 文件拷贝到远程机器或者文件系统中，用于灾难恢复。
• Redis加载RDB恢复数据远远快于 AOF的方式。

2、RDB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 每次执行都要执行 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。

AOF

AOF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文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性，目前是Redis持久化的主流方式。

一、使用AOF

开启AOF功能需要在 redis.conf 配置文件中修改配置：(默认不开启)

appendonly yes

AOF文件名通过appendfilename 配置设置，默认文件名是 appendonly.aof 。保存路径同RDB持久化方式一样，通过dir 配置指定。AOF的工作流程操作：命令写入（append），文件同步（sync）、文件重写（rewrite）、重启加载（load）。

流程如下：

• 所有的写入命令会追加到 aof_buf 缓冲区中
• AOF 缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作
• 随着AOF文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的。
• 当Redis服务器重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复。

二、命令写入

AOF命令写入的内容直接是文本协议格式。例如set hello world 这条命令，在AOF缓冲区会追加如下文本：

*3rn$3rnsetrn$5rnhellorn$5rnworldrn

1、AOF为什么直接采用文本协议格式？

• 文本协议具有很好的兼容性
• 开启AOF后，所有写入命令都包含追加操作，直接采用协议格式，避免了二次处理开销。
• 文本协议具有可读性，方便直接修改和处理

2、AOF命令为什么把命令追加到 aof_buf 中？

Redis使用单线程响应命令，如果每次写AOF 文件命令都直接追加到硬盘，那么性能完全取决于当前硬盘负载。先写入缓冲区 aof_buf 中，还有另外一个好处，Redis可以提供多缓冲区同步硬盘的策略，在性能和安全方面做出平衡。

三、文件同步

Redis提供了多种AOF缓冲区同步文件策略，由参数appendfsync控制，不同值的含义如下表：

系统调用write和fsync说明：

• write操作会触发延迟写（delayedwrite）机制。Linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘IO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，例如：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将阻塞直到写入硬盘完成后返回，保证了数据持久化。
• 除了write、fsync，Linux还提供了sync、fdatasync操作
• 配置为always时，每次写入都要同步AOF文件，在一般的SATA硬盘上，Redis只能支持大约几百TPS写入，显然跟Redis高性能特性背道而驰，不建议配置 。
• 配置为no，由于操作系统每次同步AOF文件的周期不可控，而且会加大每次同步硬盘的数据量，虽然提升了性能，但数据安全性无法保证
• 配置为everysec，是建议的同步策略，也是默认配置，做到兼顾性能和数据安全性。理论上只有在系统突然宕机的情况下丢失1秒的数据。

2、重写机制
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AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化为命令同步到新的AOF文件的过程。AOF重写降低了文件占用空间，另外一个目的是：更小的AOF文件可以更快的被Redis加载。

重写后的AOF文件为什么可以变小？

1） 进程内已经超时的数据不再写入文件
2） 旧的 AOF 文件含有无效命令，如 del key1,hdel key2, srem keys,等。重写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。
3）多条写命令可以合并为一个。如：lpush list a，lpush list b, lpush list c可以转化为： lpush list a b c。为了防止单条命令过大造成客户端缓冲区溢出，对于list，set，hash，zset等类型操作，以64个元素为界拆分成多条。

四、AOF追加阻塞

当开启AOF持久化时，常用的同步硬盘的策略是 everysec ，用于平衡性能和数据安全性。对于这种方式，Redis使用另一条线程每秒执行fsync 同步硬盘。 当系统硬盘资源繁忙时，会造成Redis主线程阻塞。

阻塞流程分析：
1）主线程负责写入AOF缓冲区
2）AOF线程负责每秒执行一次同步磁盘操作，并记录最近一次同步时间
3）主线程负责对比上次AOF同步时间

• 如果距上次同步成功时间超过2秒，主线程将会阻塞，直到同步操作完成
• 如果距上次同步成功时间在2秒内，主线程直接返回

通过对AOF阻塞流程分析可以发现两个问题：
1）everysec 配置最多可能丢失 2 秒数据，不是1秒
2）如果系统fsync 缓慢，将会导致 Redis主线程阻塞影响效率

AOF阻塞问题定位：
1、发生AOF阻塞时，Redis输出如下日志，用于记录AOF fsync 阻塞导致拖慢Redis 服务的行为：

AsynchronousAOFfsyncistakingtoolong(diskisbusy).WritingtheAOFbuffe  without waiting for fsync to complete,this may slow down Redis

2、每当发生AOF追加阻塞事件发生时，在infoPersistence统计中，aof_delayed_fsync指标会累加，查看这个指标方便定位AOF阻塞问题
3、AOF同步最多允许2秒的延迟，当延迟发生时说明硬盘存在高负载问 题，可以通过监控工具如iotop，定位消耗硬盘IO资源的进程
（优化AOF追加阻塞问题主要是优化系统硬盘负载）

最后

以上就是怕孤单丝袜为你收集整理的Redis持久化之RDB和AOF区别对比的全部内容，希望文章能够帮你解决Redis持久化之RDB和AOF区别对比所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。