Redis 存储机制 原

Redis 简介

Redis（REmote DIctionary Server） 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
• Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
• Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 优势

• 性能极高 – - Redis非常快，每秒可执行大约110000次的设置(SET)操作，每秒大约可执行81000次的读取/获取(GET)操作。
• 支持丰富的数据类型 - Redis支持开发人员常用的大多数数据类型，例如列表，集合，排序集和散列等等。这使得Redis很容易被用来解决各种问题，因为我们知道哪些问题可以更好使用地哪些数据类型来处理解决。
• 操作具有原子性 - 所有Redis操作都是原子操作，这确保如果两个客户端并发访问，Redis服务器能接收更新的值。
• 多实用工具 - Redis是一个多实用工具，可用于多种用例，如：缓存，消息队列(Redis本地支持发布/订阅)，应用程序中的任何短期数据，例如，web应用程序中的会话，网页命中计数等。

注意：一个键最大能存储512MB。

Redis中数据存储模式有2种：cache-only,persistence;

• cache-only即只做为“缓存”服务，不持久数据，数据在服务终止后将消失，此模式下也将不存在“数据恢复”的手段，是一种安全性低/效率高/容易扩展的方式；
• persistence即为内存中的数据持久备份到磁盘文件，在服务重启后可以恢复，此模式下数据相对安全。

对于persistence持久化存储，Redis提供了两种持久化方法：

• Redis DataBase(简称RDB)
• Append-only file (简称AOF)

除了这两种方法，Redis在早起的版本还存在虚拟内存的方法，现在已经被废弃。

一、RDB(Snapshot)概述

Snapshot工作原理: 是将数据先存储在内存，然后当数据累计达到某些设定的伐值的时候，就会触发一次DUMP操作，将变化的数据一次性写入数据文件（RDB文件）。 优点：使用单独子进程来进行持久化，主进程不会进行任何IO操作，保证了redis的高性能 缺点：RDB是间隔一段时间进行持久化，如果持久化之间redis发生故障，会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候

这里说的这个执行数据写入到临时文件的时间点是可以通过配置来自己确定的，通过配置redis在n秒内如果超过m个key被修改这执行一次RDB操作。这个操作就类似于在这个时间点来保存一次Redis的所有数据，一次快照数据。所有这个持久化方法也通常叫做snapshots。

RDB默认开启，redis.conf中的具体配置参数如下；

#dbfilename：持久化数据存储在本地的文件
dbfilename dump.rdb
#dir：持久化数据存储在本地的路径，如果是在/redis/redis-3.0.6/src下启动的redis-cli，则数据会存储在当前src目录下
dir ./
##snapshot触发的时机，save <seconds> <changes>  
##如下为900秒后，至少有一个变更操作，才会snapshot  
##对于此值的设置，需要谨慎，评估系统的变更操作密集程度  


##可以通过“save “””来关闭snapshot功能  
#   满足以下条件将会同步数据:
#   900秒（15分钟）内有1个更改
#   300秒（5分钟）内有10个更改
#   60秒内有10000个更改
#   Note: 可以把所有“save”行注释掉，这样就取消同步操作了
save 900 1
save 300 10
save 60 10000


##当snapshot时出现错误无法继续时，是否阻塞客户端“变更操作”，“错误”可能因为磁盘已满/磁盘故障/OS级别异常等  
stop-writes-on-bgsave-error yes  
##是否启用rdb文件压缩，默认为“yes”，压缩往往意味着“额外的cpu消耗”，同时也意味这较小的文件尺寸以及较短的网络传输时间  
rdbcompression yes  

snapshot首先将数据写入临时文件，当成功结束后，将临时文件重名为dump.rdb。

使用RDB恢复数据：  自动的持久化数据存储到dump.rdb后。实际只要重启redis服务即可完成（启动redis的server时会从dump.rdb中先同步数据）

二、AOF概述

Append-only file，将“操作 + 数据”以格式化指令的方式追加到操作日志文件的尾部，在append操作返回后(已经写入到文件或者即将写入)，才进行实际的数据变更，“日志文件”保存了历史所有的操作过程；当server需要数据恢复时，可以直接replay此日志文件，即可还原所有的操作过程。AOF相对可靠，它和mysql中bin.log、apache.log、zookeeper中txn-log简直异曲同工。AOF文件内容是字符串，非常容易阅读和解析。  优点：可以保持更高的数据完整性，如果设置追加file的时间是1s，如果redis发生故障，最多会丢失1s的数据；且如果日志写入不完整支持redis-check-aof来进行日志修复；AOF文件没被rewrite之前（文件过大时会对命令进行合并重写），可以删除其中的某些命令（比如误操作的flushall）。 缺点：AOF文件比RDB文件大，且恢复速度慢。

我们可以简单的认为AOF就是日志文件，此文件只会记录“变更操作”(例如：set/del等)，如果server中持续的大量变更操作，将会导致AOF文件非常的庞大，意味着server失效后，数据恢复的过程将会很长；事实上，一条数据经过多次变更，将会产生多条AOF记录，其实只要保存当前的状态，历史的操作记录是可以抛弃的；因为AOF持久化模式还伴生了“AOF rewrite”。  AOF的特性决定了它相对比较安全，如果你期望数据更少的丢失，那么可以采用AOF模式。如果AOF文件正在被写入时突然server失效，有可能导致文件的最后一次记录是不完整，你可以通过手工或者程序的方式去检测并修正不完整的记录，以便通过aof文件恢复能够正常；同时需要提醒，如果你的redis持久化手段中有aof，那么在server故障失效后再次启动前，需要检测aof文件的完整性。

AOF默认关闭，开启方法，修改配置文件reds.conf：appendonly yes

##此选项为aof功能的开关，默认为“no”，可以通过“yes”来开启aof功能  
##只有在“yes”下，aof重写/文件同步等特性才会生效  
appendonly yes  

##指定aof文件名称  
appendfilename appendonly.aof  

##指定aof操作中文件同步策略，有三个合法值：always everysec no,默认为everysec  
appendfsync everysec  
##在aof-rewrite期间，appendfsync是否暂缓文件同步，"no"表示“不暂缓”，“yes”表示“暂缓”，默认为“no”  
no-appendfsync-on-rewrite no  

##aof文件rewrite触发的最小文件尺寸(mb,gb),只有大于此aof文件大于此尺寸是才会触发rewrite，默认“64mb”，建议“512mb”  
auto-aof-rewrite-min-size 64mb  

##相对于“上一次”rewrite，本次rewrite触发时aof文件应该增长的百分比。  
##每一次rewrite之后，redis都会记录下此时“新aof”文件的大小(例如A)，那么当aof文件增长到A*(1 + p)之后  
##触发下一次rewrite，每一次aof记录的添加，都会检测当前aof文件的尺寸。  
auto-aof-rewrite-percentage 100  

三.总结：

AOF和RDB各有优缺点，这是有它们各自的特点所决定：

• 1) AOF更加安全，可以将数据更加及时的同步到文件中，但是AOF需要较多的磁盘IO开支，AOF文件尺寸较大，文件内容恢复数度相对较慢。  *2) snapshot，安全性较差，它是“正常时期”数据备份以及master-slave数据同步的最佳手段，文件尺寸较小，恢复数度较快。

可以通过配置文件来指定它们中的一种，或者同时使用它们(不建议同时使用)，或者全部禁用，在架构良好的环境中，master通常使用AOF，slave使用snapshot，主要原因是master需要首先确保数据完整性，它作为数据备份的第一选择；slave提供只读服务(目前slave只能提供读取服务)，它的主要目的就是快速响应客户端read请求；但是如果你的redis运行在网络稳定性差/物理环境糟糕情况下，建议你master和slave均采取AOF，这个在master和slave角色切换时，可以减少“人工数据备份”/“人工引导数据恢复”的时间成本；如果你的环境一切非常良好，且服务需要接收密集性的write操作，那么建议master采取snapshot，而slave采用AOF。