本篇內容主要講解“redis中的高可用與持久化怎么配置”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“redis中的高可用與持久化怎么配置”吧!
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??在web服務器中,高可用是指服務器可以正常訪問的時間,衡量的標準是在多長時間內可以提供正常服務(99.9%、99.99%、99.999%等等)?!鞠嚓P推薦:Redis視頻教程】
??但是在Redis語境中,高可用的含義似乎要寬泛一些,除了保證提供正常服務(如主從分離、快速容災技術),還需要考慮數(shù)據(jù)容量的擴展、數(shù)據(jù)安全不會丟失等。
在Redis中,實現(xiàn)高可用的技術主要包括持久化、主從分離、哨兵和集群。
高可用策略 | 說明 |
---|---|
持久化 | 持久化是最簡單的高可用方法(有時甚至不被歸為高可用的手段),主要作用是數(shù)據(jù)備份,即將數(shù)據(jù)存儲在硬盤,保證數(shù)據(jù)不會因進程退出而丟失。 |
主從復制 | 主從復制是高可用Redis的基礎,哨兵和集群都是在主從復制基礎上實現(xiàn)高可用的。主從復制主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的多機備份,以及對于讀操作的負載均衡和簡單的故障恢復。缺陷:故障恢復無法自動化,寫操作無法負載均衡,存儲能力受到單機的限制。 |
哨兵 | 在主從復制的基礎上,哨兵實現(xiàn)了自動化的故障恢復。缺陷:寫操作無法負載均衡,存儲能力受到單機的限制。 |
集群 | 通過集群,Redis解決了寫操作無法負載均衡,以及存儲能力受到單機限制的問題,實現(xiàn)了較為完善的高可用方案。 |
??Redis是內存數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)都是存儲在內存中,為了避免服務器斷電等原因導致Redis進程異常退出后數(shù)據(jù)的永久丟失,需要定期將Redis中的數(shù)據(jù)以某種形式(數(shù)據(jù)或命令)從內存保存到硬盤;當下次Redis重啟時,利用持久化文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復。除此之外,為了進行災難備份,可以將持久化文件拷貝到一個遠程位置。
RDB持久化
原理是將Redis在內存中的數(shù)據(jù)庫記錄定時保存到磁盤上。
AOF持久化(append only file)
原理是將Redis的操作日志以追加的方式寫入文件,類似于MySQL的binlog。
由于AOF持久化的實時性更好,即當進程意外退出時丟失的數(shù)據(jù)更少,因此AOF是目前主流的持久化方式,不過RDB持久化仍然有其用武之地。
??RDB持久化是指在指定的時間間隔內將內存中當前進程中的數(shù)據(jù)生成快照保存到硬盤(因此也稱為快照持久化),用二進制壓縮存儲,保存的文件后綴是rdb;當Redis重新啟動時,可以讀取快照文件恢復數(shù)據(jù)。
RDB持久化的觸發(fā)分為手動觸發(fā)和自動觸發(fā)兩種。
save命令和bgsave命令都可以生成RDB文件。
save命令會阻塞Redis服務器進程,直到RDB文件創(chuàng)建完畢為止,在Redis服務器阻塞期間,服務器不能處理任何命令請求。
bgsave命令會fork()一個子進程,由子進程來負責創(chuàng)建RDB文件,父進程(即Redis主進程)則繼續(xù)處理請求。
bgsave命令執(zhí)行過程中,只有fork子進程時會阻塞服務器,而對于save命令,整個過程都會阻塞服務器,因此save已基本被廢棄,線上環(huán)境要杜絕save的使用。
在自動觸發(fā)RDB持久化時,Redis也會選擇bgsave而不是save來進行持久化。
通過修改配置文件進行設定:save m n
自動觸發(fā)最常見的情況是在配置文件中通過save m n,指定當m秒內發(fā)生n次變化時,會觸發(fā)bgsave。
[root@localhost ~]# vim /etc/redis/6379.conf ##219行,以下三個save條件滿足任意一個時,都會引起bgsave的調用save 900 1 ##當時間到900秒時,如果redis數(shù)據(jù)發(fā)生了至少1次變化,則執(zhí)行bgsavesave 300 10 ##當時間到300秒時,如果redis數(shù)據(jù)發(fā)生了至少10次變化,則執(zhí)行bgsavesave 60 10000 ##當時間到60秒時,如果redis數(shù)據(jù)發(fā)生了至少10000次變化,則執(zhí)行bgsave##254行,指定RDB文件名dbfilename dump.rdb##264行,指定RDB文件和AOF文件所在目錄dir /var/lib/redis/6379##242行,是否開啟RDB文件壓縮rdbcompression yes
除了save m n以外,還有一些其他情況會觸發(fā)bgsave:
在主從復制場景下,如果從節(jié)點執(zhí)行全量復制操作,則主節(jié)點會執(zhí)行bgsave命令,并將rdb文件發(fā)送給從節(jié)點。
執(zhí)行shutdown命令時,自動執(zhí)行rdb持久化。
Redis父進程首先判斷:當前是否在執(zhí)行save,或bgsave/bgrewriteaof的子進程,如果在執(zhí)行則bgsave命令直接返回。bgsave/bgrewriteaof的子進程不能同時執(zhí)行,主要是基于性能方面的考慮;兩個并發(fā)的子進程同時執(zhí)行大量的磁盤寫操作,可能引起嚴重的性能問題。
父進程執(zhí)行fork操作創(chuàng)建子進程,這個過程中父進程是阻塞的,Redis不能執(zhí)行來自客戶端的任何命令。
父進程fork后,bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父進程,并可以響應其他命令
子進程創(chuàng)建RDB文件,根據(jù)父進程內存快照生成臨時快照文件,完成后對原有文件進行原子替換
子進程發(fā)送信號給父進程表示完成,父進程更新統(tǒng)計信息
??RDB文件的載入工作是在服務器啟動時自動執(zhí)行的,并沒有專門的命令。但是由于AOF的優(yōu)先級更高,因此當AOF開啟時,Redis會優(yōu)先載入AOF文件來恢復數(shù)據(jù);只有當AOF關閉時,才會在Redis服務器啟動時檢測RDB文件,并自動載入。服務器載入RDB文件期間處于阻塞狀態(tài),直到載入完成為止。
??Redis載入RDB文件時,會對RDB文件進行校驗,如果文件損壞,則日志中會打印錯誤,Redis啟動失敗。
??RDB持久化是將進程數(shù)據(jù)寫入文件,而AOF持久化則是將Redis執(zhí)行的每次寫、刪除命令記錄到單獨的日志文件中,查詢操作不會記錄;當Redis重啟時再次執(zhí)行AOF文件中的命令來恢復數(shù)據(jù)。
??與RDB相比,AOF的實時性更好,因此已成為主流的持久化方案。
Redis服務器默認開啟RDB,關閉AOF;要開啟AOF,需要在配置文件中配置
[root@localhost ~]# vim /etc/redis/6379.conf ##700行,修改,開啟AOFappendonly yes##704行,指定AOF文件名稱appendfilename "appendonly.aof"##796行,是否忽略最后一條可能存在問題的指令aof-load-truncated yes[root@localhost ~]# /etc/init.d/redis_6379 restartStopping ... Redis stopped Starting Redis server...
由于需要記錄Redis的每條寫命令,因此AOF不需要觸發(fā),下面介紹AOF的執(zhí)行流程。
AOF的執(zhí)行流程包括:
命令追加(append):將Redis的寫命令追加到緩沖區(qū)aof_buf;
文件寫入(write)和文件同步(sync):根據(jù)不同的同步策略將aof_buf中的內容同步到硬盤;
文件重寫(rewrite):定期重寫AOF文件,達到壓縮的目的。
Redis先將命令追加到緩沖區(qū),而不是直接寫入文件,主要是為了避免每次有寫命令都直接寫入硬盤,導致硬盤IO稱為Redis負載的瓶頸。
命令追加的格式是Redis命令請求的協(xié)議格式,它是一種純文本格式,具有兼容性好、可讀性強、容易處理、操作簡單、避免二次開銷等優(yōu)點。在AOF文件中,除了用于指定數(shù)據(jù)庫的select命令(如select 0為選中0號數(shù)據(jù)庫)是由Redis添加的,其他都是客戶端發(fā)送來的寫命令。
Redis提供了多種AOF緩存區(qū)的同步文件策略,策略涉及到操作系統(tǒng)的write和fsync函數(shù),說明如下:
為了提高文件寫入效率,在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中,當用戶調用write函數(shù)將數(shù)據(jù)寫入文件時,操作系統(tǒng)通常會將數(shù)據(jù)暫存到一個內存緩沖區(qū)里,當緩沖區(qū)被填滿或超過了指定時限后,才真正將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入到硬盤里。這樣的操作雖然提高了效率,但也帶來了安全問題:如果計算機停機,內存緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)會丟失;因此系統(tǒng)同時提供了fsync、fdatasync等同步函數(shù),可以強制操作系統(tǒng)立刻將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入到硬盤里,從而確保數(shù)據(jù)的安全性。
AOF緩存區(qū)的同步文件策略存在三種同步方式,通過對/etc/redis/6379.conf的729行的修改進行配置。
命令寫入aof_buf后立即調用系統(tǒng)fsync操作同步到AOF文件,fsync完成后線程返回。這種情況下,每次有寫命令都要同步到AOF文件,硬盤IO成為性能瓶頸,Redis只能支持大約幾百TPS寫入,嚴重降低了Redis的性能;即便是使用固態(tài)硬盤(SSD),每秒大約也就只能處理幾萬個命令,而且會大大降低SSD的壽命。
命令寫入aof_buf后調用系統(tǒng)write操作,不對AOF文件做fsync同步;同步由操作系統(tǒng)負載,通常同步周期為30秒。這種情況下,文件同步的時間不可控,且緩沖區(qū)中堆積的數(shù)據(jù)會很多,數(shù)據(jù)安全性無法保證。
命令寫入aof_buf后調用系統(tǒng)write操作,write完成后線程返回:fsync同步文件操作由專門的線程每秒調用一次。everysec是前述兩種策略的折中,是性能和數(shù)據(jù)安全性的平衡,一次是Redis的默認配置,也是我們推薦的配置。
隨著時間流逝,Redis服務器執(zhí)行的寫命令越來越多,AOF文件也會越來越大;過大的AOF文件不僅會影響服務器的正常運行,也會導致數(shù)據(jù)恢復需要的時間過長。
文件重寫是指定期重寫AOF文件,減小AOF文件的體積。需要注意的是,AOF重寫是把Redis進程內的數(shù)據(jù)轉化為寫命令,同步到新的AOF文件;不會對舊的AOF文件進行任何讀取、寫入操作。
關于文件重寫需要注意的另一點是:對于AOF持久化來說,文件重寫雖然是強烈推薦的,但并不是必須的;即使沒有文件重寫,數(shù)據(jù)也可以被持久化并在Redis啟動的時候導入;因此在一些現(xiàn)實中,會關閉自動的文件重寫,然后定時任務在每天的某一時刻定時執(zhí)行。
文件重寫之所以能夠壓縮AOF文件,原因在于:
過期的數(shù)據(jù)不再寫入文件。
無效的命令不再寫入文件:如有些數(shù)據(jù)被重復設置(set mykey v1,set mykey v2)、有些數(shù)據(jù)被刪除了(set myset v1,del myset)等。
多條命令可以合并為一個:如sadd myset v1,sadd myset v2,sadd myset v3可以合并為sadd myset v1 v2 v3。
通過上述原因可以看出,由于重寫后AOF執(zhí)行的命令減少了,文件重寫既可以減少文件占用的空間,也可以加快恢復速度。
文件重寫分為手動觸發(fā)和自動觸發(fā):
手動觸發(fā):直接調用bfrewriteaof命令,該命令的執(zhí)行與bgsave有些類似,都是fork進程進行具體的工作,且都只有在fork時阻塞。
自動觸發(fā):通過設置auto-aof-rewrite-min-size選項和auto-aof-rewrite-percentage選項來自動執(zhí)行bgrewriteaof。只有當auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage兩個選項同時滿足時,才會自動觸發(fā)AOF重寫,即bgrewriteaof操作。
自動觸發(fā)的配置位于/etc/redis/6379.conf的771行和772行
auto-aof-rewrite-percentage 100
當前AOF文件大?。碼of_current_size)是上次日志重寫時AOF文件大小(aof_base_size)兩倍時,發(fā)生bgrewriteaof操作
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
當前AOF文件執(zhí)行bgrewriteaof命令的最小值,避免剛開始啟動Redis時由于文件尺寸較小導致頻繁的bgrewriteaof
文件重寫的流程如下:
Redis父進程首先平判斷當前是否存在正在執(zhí)行bgsave/bgrewriteaof的子進程;如果存在則bgrewriteaof命令直接返回,如果存在bgsave命令則等bgsave執(zhí)行完成后再執(zhí)行。
父進程執(zhí)行fork操作創(chuàng)建子進程,這個過程中父進程是阻塞的。
父進程fork后,bgrewriteaof命令返回“Background append only file rewrite started”信息并不再阻塞父進程,并可以響應其他命令。Redis的所有寫命令依然寫入AOF緩沖區(qū),并根據(jù)appendfsync策略同步到硬盤,保證原有AOF機制的正確。
由于fork操作使用寫時復制技術,子進程只能共享fork操作時的內存數(shù)據(jù)。由于父進程依然在響應命令,因此Redis使用AOF重寫緩沖區(qū)(aof_rewrite_buf)保存這部分數(shù)據(jù),防止新AOF文件生成期間丟失這部分數(shù)據(jù)。也就是說,bgrewriteaof執(zhí)行期間,Redis的寫命令同時追加到aof_buf和aof_rewrite_buf兩個緩沖區(qū)。
子進程根據(jù)內存快照,按照命令合并規(guī)則寫入到新的AOF文件。
子進程寫完新的AOF文件后,向父進程發(fā)信號,父進程更新統(tǒng)計信息,具體可以通過info persistence查看。
父進程把AOF重寫緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入到新的AOF文件,這樣就保證了新AOF文件所保存的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)和服務器當前狀態(tài)一致。
使用新的AOF文件替換老文件,文成AOF重寫。
關于文件重寫的流程,有兩點需要特別注意:
重寫由父進程fork子進程進行
重寫期間Redis執(zhí)行的寫命令,需要追加到新的AOF文件中,為此Redis引入例如aof_rewrite_buf緩存
當AOF開啟時,Redis啟動時會優(yōu)先載入AOF文件來恢復數(shù)據(jù);只有當AOF關閉時,才會載入RDB文件恢復數(shù)據(jù)。
當AOF開啟,但AOF文件不存在時,即使RDB文件存在也不會加載。
Redis載入AOF文件時,會對AOF文件進行校驗,如果文件損壞,則日志中會打印錯誤,Redis啟動失敗。但如果是AOF文件結尾不完整(機器突然宕機等容易導致文件尾部不完整),且aof_load_truncated參數(shù)開啟,則日志中會輸出警告,Redis忽略掉AOF文件的尾部,啟動成功。aof_load_truncated參數(shù)默認是開啟的。
RDB持久化
優(yōu)點:RDB文件緊湊,體積小,網(wǎng)絡傳輸快,適合全量復制;恢復速度比AOF快很多。當然,與AOF相比,RDB最重要的優(yōu)點之一是對性能的影響相對較小。
缺點:RDB文件的知名缺點在于其數(shù)據(jù)快照的持久化方式?jīng)Q定了必然做不到實時持久化,而在數(shù)據(jù)越來越重要的今天,數(shù)據(jù)的大量丟失很多時候是無法接受的,因此AOF持久化成為主流。此外,RDB文件需要滿足特定格式,兼容性差(如老版本的Redis不兼容新版本的RDB文件)。
對于RDB持久化,一方面是bgsave在進行fork操作時Redis主進程會阻塞,另一方面,子進程向硬盤寫數(shù)據(jù)也會帶來IO壓力。
AOF持久化
與RDB持久化相對應,AOF的優(yōu)先在于支持秒級持久化、兼容性好,缺點是文件大、恢復速度慢,對性能影響大。
對于AOF持久化,向硬盤寫數(shù)據(jù)的頻率大大提高(everysec策略下為秒級),IO壓力更大,甚至可能在成AOF追加阻塞問題。
AOF文件的重寫與RDB的bgsave類似,會有fork時的阻塞和子進程的IO壓力問題。相對來說,由于AOF向硬盤中寫數(shù)據(jù)的頻率更高,因此對Redis主進程性能的影響會更大。
一般來說,建議關閉AOF的自動重寫功能,并在重寫操作設置計劃任務,放在凌晨業(yè)務量低的時候進行,以降低AOF對主進程性能的影響以及IO的讀寫壓力。
到此,相信大家對“redis中的高可用與持久化怎么配置”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續(xù)學習!
文章題目:redis中的高可用與持久化怎么配置
標題路徑:http://aaarwkj.com/article20/igiojo.html
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