Redis数据持久化值RDB

内容导读

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内容图文

Redis提供两种数据持久化方式，一种是AOF，一种是RDB。AOF是记录操作命令，不是实际数据，所以在进行故障恢复的时候，需要把操作日志执行一遍，如果日志非常多，Redis数据恢复就会变慢，影响正常使用。而RDB记录的是某一时刻的数据，并不是操作，内存快照既可以保证数据的可靠性，也能在Redis宕机时实现快速恢复数据。

使用RDB需要考虑以下几个问题：

• 对哪些数据进行快照？（执行效率）
• 做快照时，Redis还能提供正常服务吗？（是否阻塞主线程）
• 多久做一次快照？（性能开销）

Redis的数据都存储在内存中，为了提供所有数据的可靠保证，它执行的是全量快照。但是，给内存的全量数据做快照，会花费很多时间，而且数据越多，RDB文件越大，往磁盘写数据的时间开销越大。

Redis提供了两个命令来生成RDB文件，分别是save和bgsave：

• save：在主线程中执行，会导致阻塞；
• bgsave：创建一个子进程，专门用于写入RDB文件，避免主线程阻塞。（默认）

快照时数据能修改吗？

如果数据为4GB，磁盘写入带宽为0.2GB/s，则需要20秒才能写完。如果在写入操作进行的第5秒，一个还没有写入磁盘的数据被修改了，那么数据的完整性就被破坏了，因为最后写入磁盘的数据不是同一时刻的状态了。如果数据在进行快照时不能被修改，则可以解决这个问题，但是在快照完成前，Redis就不能进行写操作从而影响业务。为了避免数据在进行快照时只能进行读操作，Redis借助操作系统的写时复制技术（Copy On Write，COW），这样就能在执行快照时，正常处理写操作了。

bgsave子进程是有主线程fork生成的，父子进程共享同一份数据，如果父子进程都只进程读操作，那么两个线程互不影响，如果主线程要修改某一块数据，则先把数据复制一份给bgsave子进程访问。

对于快照来说，快照的间隔时间越短，如果服务器宕机，丢失的数据越少。但是如果频繁地执行全量快照，也会带来两方面的开销：

• 频繁将全量数据写入磁盘，会给磁盘带来很大压力，多个快照竞争磁盘有限带宽，前一个快照没做完，后一个又开始了，容易造成恶性循环；
• bgsave子进程需要通过fork操作从主线程创建出来，虽然子进程不会阻塞主线程，但是fork这个过程会阻塞主线程，并且主线程内存越大，阻塞时间越长。

为了解决这些问题，我们可以做增量快照，在做完一次全量快照以后，只需要记录修改了哪些数据，将修改的数据写入快照文件就行了。如果有1万个被修改的键值对，就需要1万条额外的记录，这样又导致额外的内存开销。

RDB与AOF相比，虽然恢复速度快，但是快照的频率不好把握。混合使用AOF和RDB，AOF负责记录两次快照之间的操作，RDB进行增量快照时，可以通过AOF日志知道哪些数据更改了，这样，RDB就不用频繁执行了，AOF也不用记录所有操作，避免重写开销。

AOF和RDB使用建议：

• 数据不能丢失，RDB和AOF混用；
• 允许分钟级别数据丢失，只是用RDB；
• 只用AOF时，优先使用everysec，因为它能在可靠性和性能之间取平衡。

Redis做RDB持久化的风险（2核CPU，4GB内存，500GB磁盘，Redis实例占用2GB，写读比8:2）：

• 内存资源风险：Redis fork子进程做RDB持久化，由于写的比例为80%，那么持久化过程中，写时复制会重新分配整个实例80%的内存副本，需要重新分配内存约1.6GB，此时整个系统的内存接近饱和，如果父进程还有大量新key写入，机器内存将很快被吃光。如果机器开启了swap机制，那么Redis的部分数据将被换到磁盘上，Redis访问磁盘上的这部分数据时，性能急剧下降，达不到高性能标准。如果机器没有开启swap机制，会直接出发OOM，父子进程将面临被系统kill掉的风险。
• CPU资源风险：虽然子进程在做RDB持久化，但生成RDB快照过程会消耗大量CPU资源，虽然Redis处理请求是单线程的，但是Redis服务还有其他线程在后台工作，例如AOF每秒刷盘、异步关闭文件描述符。由于机器只有2核CPU，也就意味着父进程占用了超过一半的CPU资源，此时子进程做RDB持久化，可能会产生CPU竞争，导致父进程处理请求延迟增大，子进程生成RDB快照的时间也会变长，整个Redis性能下降。
• 如果Redis进程绑定了CPU，那么子进程会继承父进程的CPU亲和性属性，子进程必然会与父进程争夺同一个CPU资源，整个Redis服务的性能必然会收到影响。所以如果Redis需要定时RDB和AOF重写，进程一定不要绑定CPU。

内容总结

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