redis 系列16 持久化 RDB

一.概述

　　redis是内存数据库，一旦服务器进程退出，服务器中的数据库内存数据状态也会消失。为了解决这个问题，redis提供了rdb 持久化功能，这个功能可以将redis在内存中的数据库状态保存到磁盘中，避免数据意外丢失。

　　rdb持久化可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行，是在指定的时间间隔,对你的数据进行快照存储。该rdb文件快照是一个经过压缩的二进制文件。文件名为dump.rdb，该文件保存在redis目录下，当redis服务器停机后，只要rdb文件存在，下次重启redis服务时就会自动还原数据库数据状态。

 

　　1.1 rdb文件的创建

　　　　通过redis两个命令来生成rdb文件，一是save，另一个是bgsave。save命令是会阻塞redis服务器进程，直到rdb文件创建完毕为止，在阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求。

    127.0.0.1:6379> save   -- 等待rdb文件创建完毕
    ok    

　　　　与save不同，bgsave命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建rdb文件，服务器进程(父进程)继续处理命令请求。当bgsave命令在执行期间，客户端再发送bgsave命令会被服务器拒绝，因为同时执行两个gbsave命令也会产生竞争条件。最后bgrewriteaof和gbsave两个命令也不能同时执行。

    127.0.0.1:6379> bgsave  --派生子进程，并由子进程创建rdb文件
    background saving started

　　

　　1.2 rdb文件载入

　　　　和创建文件不同，rdb文件的载入是在服务器启动时自动执行的，并没有用于载入rdb文件的命令，只要redis服务器在启动时检测到rdb文件的存在，它就会自动载入rdb文件。能过启动时日志记录可以查看。需要注意的是，如果打开了aof持久化，那么服务器会优先使用aof文件来还原数据库状态。

　　

　　1.3 自动间隔性保存

　　　　文件的创建除了save和gbsave保存rdb 文件，还可以通过配置save选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次bgsave命令。可以配置save选项设置多个保存条件，只要任意一个条件被满足，服务器就会执行bgsave命令。

    --默认配置的save选项，保存方式有三种条件，满足任意一种就可以，如下：
    127.0.0.1:6379> config get save
    1) "save"
    2) "900 1 300 10 60 10000"

　　　　(1) 服务器在900秒之内，对数据库进行了至少1次修改。

　　　　(2) 服务器在300秒之内，对数据库进行了至少10次修改。

　　　　(3) 服务器在60秒之内，对数据库进行了至少10000次修改。

　　1.4 检查保存条件是否满足

　　　　redis的服务器周期性操作默认每隔100毫秒就会检查执行一次，用于对正在运行的服务器进行维护，其中一项工作是检查save 选项所设置的保存条件是否已经满足，如果满足就调用bgsave命令。

 

　　1.5  rdb工作方式

　　　　当redis需要保存dump.rdb文件时，服务器执行以下操作：

　　　　(1)redis调用forks. 同时拥有父进程和子进程。

　　　　(2)子进程将数据集写入到一个临时 rdb 文件中。

　　　　(3)当子进程完成对新 rdb 文件的写入时，redis用新 rdb 文件替换原来的 rdb 文件，并删除旧的 rdb 文件。

　　

　　1.6  rdb 文件结构

　　　　下面简单了解一下rdb文件结构，这里不再深入了解。下面脚本显示了本机dump.rdb文件的位置。该rdb文件结构中各部分 如下图表格所示：

    [root@xuegod64 redis]# pwd
    /usr/local/redis
    [root@xuegod64 redis]# ls -l
    -rwxrwxrwx 1 root root    1687 11月 22 10:03 dump.rdb

文件结构各部份	描述
redis	rdb文件最开头是redis部分，保存五个字符，程序在载入文件时，快速检查所载入的文件是否是rdb文件
db_version	一个字符串表示的整数，4个字节，记录了rdb文件的版本号
databases	该部份包含着0个或任意多个数据库，以及各数据库中的键值对数据
eof	占1个字节，标志着rdb文件正文内容的结束，当程序遇到这个值的时候，就知道所有数据库的所有键值对都已经载入完毕了
check_sum	占8字节的无符号整数，保存一个校验和，通过前四部分内容进行计算得出。用来检查rdb文件是否出错或者损坏

　　　　下面通过linux的od命令来查看redis服务器产生的rdb 文件，并指定-c参数可以以ascii编码方式打印信息。信息中能直接看到的信息是：第一部分是redis,  db_version部分是0008, eof部分是372 。

　　

　　1.7  rdb优势

　　　　(1) rdb是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点得数据集,非常适用于数据集的备份,比如你可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题你也可以根据需求恢复到不同版本的数据集。

　　　　(2)rdb是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心，非常适用于灾难恢复。

　　　　(3)rdb在保存rdb文件时父进程唯一需要做的就是fork出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做，父进程不需要再做其他io操作，所以rdb持久化方式可以最大化redis的性能。

　　　　(4)与aof相比,在恢复大的数据集的时候，rdb方式会更快一些。

　　

　　1.8  rdb缺点

　　　　(1)如果数据不允许任何丢失，那么rdb不适合（虽然可以配置不同的save时间点）。

　　　　(2)经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求。

 

二. rdb持久化测试

　　　　(1) 首先关闭redis服务。当关闭服务时报错，首先检查一下是否是权限的问题，因为在shutdown命令的时候，会进行save操作，而save需要操作dump.rdb文件，如果没有权限则会报这个错。

    [root@xuegod64 redis]# redis-cli shutdown
    (error) err errors trying to shutdown. check logs
    -- 需要放开对dump.rdb文件的写入权限，服务关闭成功
    [root@xuegod64 redis]# redis-cli shutdown
    [root@xuegod64 redis]# redis-cli

　　　　(2) 服务启动，首先set 写入一条数据,然后关闭服务进程。

    [hsr@xuegod64 redis]$ redis-serverredis.conf
    127.0.0.1:6379> set name "test"
    ok
    127.0.0.1:6379> get name
    "test"
    127.0.0.1:6379> exit
    [hsr@xuegod64 redis]$ redis-cli shutdown

　　　　(3)重次重启服务,查看持久化

　　　　查看刚才的键值对，发现键值对已存在，说明数据持久化保存到了磁盘中，原理是在关闭服务时，会先调用save操作，保存到dump.rdb文件中,在重启服务后，加载dump.rdb文件。

    [hsr@xuegod64 redis]$ redis-serverredis.conf
    [hsr@xuegod64 redis]$ redis-cli
    127.0.0.1:6379> get name
    "test"

　　　

　　总结：作为rdb快照持久化，如果是正常关闭redis服务，再重启后数据是不会丢失的，但如果系统崩溃或者强杀，用户将会丢失最近一次生成快照之后更改的所有数据。