Redis高可用与持久化

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一、Redis 高可用

在web服务器中，高可用是指服务器可以正常访问的时间，衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务(99.9%、99.99%、99.999%等等)。

但是在Redis语境中，高可用的含义似乎要宽泛一些，除了保证提供正常服务( 如主从分离、快速容灾技术)，还需要考虑数据容量的扩展，数据安全不会丢失等。

在Redis中，实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和集群，下面分别说明它们的作用，以及解决了什么样的问题。

持久化是最简单的高可用方法(有时甚至不被归为高可用的手段)，主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出而丢失。

主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群(cluster)都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷:故障恢复无法自动化;写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制（吃资源）。

在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制。

通过集群， Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案

二、Redis持久化 1、持久化的功能

Redis是内存数据库，数据都是存储在内存中，为了避免服务器断电等原因导致Redis进程异常退出后数据的永久丢失，需要定期将Redis中的数据以某种形式( 数据或命令)从内存保存到硬盘;当下次Redis重启时，利用持久化文件实现数据恢复。除此之外，为了进行灾难备份，可以将持久化文件拷贝到一个远程位置（NFS）

2、Redis提供两种方式进行持久化

总结：由于AOF持久化的实时性更好，即当进程意外退出时丢失的数据更少，因此AOF是目前主流的持久化方式，不过RDB持久化仍然有其用武之地 。

RDB持久化、AOF持久化的区别，主要为以下四点:

触发式 临界值之前

三、RDB持久化

RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中当前进程中的数据生成快照保存到硬盘(因此也称作快照持久化)，用二进制压缩存储，保存的文件后缀是rdb；当Redis重新启动时，可以读取快照文件恢复数据。

1.触发条件

RDB持久化的触发分为手动触发和自动触发两种。

(1)、手动触发 (2)、自动触发

在自动触发RDB持久化时，Redis也会选择bgsave而不是save来进行持久化。

#通过配置设置触发
save m n
#自动触发最常见的情况是在配置文件中通过save m n，指定当m秒内发生n次变化时，会触发bgsave。
vim /etc/redis/6379.conf
 
-----219行--以下三个save条件满足任意一个时，都会引起bgsave的调用
save 900 1 :当时间到900秒时，如果redis数据发生了至少1次变化，则执行bgsave
save 300 10 :当时间到300秒时， 如果redis数据发生了至少10次变化，则执行bgsave
save 60 10000 :当时间到60秒时，如果redis数据发生了至少10000次变化， 则执行bgsave
 
-----242行--是否开启RDB文件压缩
rdbcompression yes
 
-----254行--指定RDB文件名
dbfilename dump.rdb
 
-----264行--指定RDB文件和AOF文件所在目录
dir /var/lib/redis/6379

[root@yzq utils]# vim /etc/redis/6379.conf 

(3).其他自动触发机制

除了 save m n 以外，还有一些其他情况会触发bgsave:

2、执行流程

3、启动时加载

启动时加载：仅当AOF功能关闭时，使用RDB进行恢复，同时前两者恢复手段中，一旦存在文件损坏的情况，redis 将会打印错误并返回启动失败

四、AOF持久化 1、开启AOF

Redis服务器默认开启RDB，关闭AOF: 要开启AOF，需要在配置文件中配置:

vim /etc/ redis/ 6379. conf
- 700行--修改， 开启AOF
appendonly yes
--704行--指定A0F文件名称
appendfilename "appendonly.aof"
--796行--是否忽略最后一条可能存在问题的指令
aof-load-truncated yes
/etc/init.d/redis_6379 restart   #重启服务

[root@yzq utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
[root@yzq utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...

2、执行流程

由于需要记录Redis的每条写命令，因此A0F不需要触发，下面介绍AOF的执行流程。

AOF的执行流程包括:

(1) 命令追加 (append)

Redis先将写命令追加到缓冲区，而不是直接写入文件，主要是为了避免每次有写命令都直接写入硬盘，导致硬盘IO成为Redis负载的瓶颈。

命令追加的格式是Redis命令请求的协议格式，它是一种纯文本格式，具有兼容性好、可读性强、容易处理、操作简单避免二次开销等优点。在A0F文件中，除了用于指定数据库的select命令 (如select0为选中0号数据库) 是由Redis添加的，其他都是客户端发送来的写命令。

(2)文件写入(write) 和文件同步 (sync)

Redis 提供了多种AOF缓存区的同步文件策略，策略涉及到操作系统的write函数和fsync函数，说明如下:

为了提高文件写入效率，在现代操作系统中，当用户调用write函数将数据写入文件时，操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里，当缓冲区被填满或超过了指定时限后，才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率，但也带来了安全问题:如果计算机停机，内存缓冲区中的数据会丢失;因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数mysql持久化，可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里，从而确保数据的安全性。

AOF 缓存区的同步文件策略存在三种同步方式，它们分别是：

vim /etc/redis/6379.conf

—729—

(3) 文件重写 (rewrite) 3、文件重写能压缩AOF文件的原因

通过上述内容可以看出，由于重写后AOF执行的命令减少了，文件重写既可以减少文件占用的空间，也可以加快恢复速度。

4、文件重写的触发

文件重写的触发，分为手动触发和自动触发：

vim /etc/redis/6379.conf
----771----
auto-aof-rewrite-percentage 100
#当前AOF文件大小(即aof_current_size)是上次日志重写时AOF文件大小(aof_base_size)两倍时，发生BGREWRITEAOF操作
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
#当前A0F文件执行BGREWRITEAOF命令的最小值，避免刚开始启动Reids时由于文件尺寸较小导致频繁的BGREWR ITEAOF

[root@yzq utils]# vim /etc/redis/6379.conf 

关于文件重写的流程，有两点需要特别注意：

5、文件重写的流程 6、 重写流程注意点 7、启动时加载 五、RDB和AOF的优缺点 1、RDB持久化的优缺点

对于RDB持久化，一方面是bgsave在进行fork操作时Redis主进程会阻塞，另一方面，子进程向硬盘写数据也会带来IO压力。

2、AOF持久化的优缺点 总结

Redis 高可用

含义：高可用是指服务器可以正常访问的时间，衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务。 组成：实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和集群。

高可用中的持久化:RDB与AOF

持久化方式：

RDB：周期性的快照

AOF：接近实时的持久化（以everysec方式）

（编辑：威海站长网）

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