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本文导读
一、什么是Redis RDB
二、RDB持久化的两种方法RDB的两种策略方式
1、save(同步阻塞)
2、bgsave命令(异步非阻塞)
3、save与bgsave比较
三、如何使用RDB策略备份数据
四、Redis RDB优缺点
五、bgsave原理
1、bgsave执行流程
2、fork实现原理Copy On Write写时复制
总结 本文导读
本文讲解Redis持久性机制RDBRDB持久化的两种方法RDB的两种策略方式、save和bgsave命令并进行比较如何使用RDB策略备份数据分析Redis RDB优缺点bgsave原理bgsave执行流程fork的实现原理Copy On Write写时复制。
一、什么是Redis RDB
Redis提供了两种持久性机制一种是RDB也称为快照模式一种是AOF日志也称为追加模式。
Redis RDB 是生成当前进程中数据的快照并将其保存到硬盘因此也称为快照持久性保存的文件后缀是.rdbRDB是Redis的默认数据持久化方法它将把数据库快照保存在dump.rdb二进制文件中当Redis重新启动时可以读取快照即以二进制文件的形式保存内存数据并从文件中恢复数据。
二、RDB持久化的两种方法RDB的两种策略方式
1、save(同步阻塞)
当在Redis客户端上执行save命令时将在Redis安装目录中生成RDB文件save有一个致命问题Redis服务在持久化期间被阻止确切地说它将阻止当前执行save命令的线程但 Redis 是单线程的因此整个服务将被阻止Redis就不能继续提供外部请求如果数据量很小则影响很小如果每次复制需要1小时相当于一小时的停机时间。
2、bgsave命令(异步非阻塞)
使用 Linux的fork()函数用于生成主进程的子进程用于完成RDB的生成。生成完成后将通知主进程我们的RDB文件已成功生成。时间复杂度也是O(n)但它不会阻塞主进程
底层原理是 fork()copyonwritebgsave可以在持久化的同时提供外部读写服务而不会相互影响新写的数据不会对已经持久化的数据造成数据影响持久化过程中的出现异常或时间过长不会对Redis的外部服务产生任何影响持久化后新的rdb文件将覆盖前一个文件。
3、save与bgsave比较
savebgsaveIO同步异步阻塞是部分fork时发生阻塞时间复杂度O(n)O(n)优点不消耗额外内存不阻塞客户端命令缺点阻塞客户端命令需要fork消耗内存
三、如何使用RDB策略备份数据
RDB持久化的触发分为手动触发和自动触发两种Redis可以通过客户端主动持久化输入命令手动在客户端输入save 或 bgsave命令生成RDB文件也可以通过配置来等满足条件时自动持久化自动触发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比如save m n配置save 900 1意味着900秒内至少有1个key被改变则做一次快照生成RDB文件。
一般情况下不会手动触发在主从复制期间从库全量主库数据主库将执行bgsave命令进行快照当客户端执行数据库清空命令FLUSHALL时触发快照当客户端执行shutdown关闭Redis时触发快照。
四、Redis RDB优缺点
优点RDB文件简单快捷它在某个时间点存储Redis数据适合备份可以设置一个时间点来归档RDB文件以便在需要时可以轻松地将数据恢复到不同的版本也就是说RDB适合灾难恢复灾备单个文件可以轻松地传输到远程服务器RDB的性能非常好当需要持久性时主进程将派生出一个子进程然后将持久性工作移交给子进程bgsave。
缺点RDB存在丢失数据问题假设快照自动触发save m n配置每5分钟保存一次如果Redis由于某种原因无法正常工作则从上次生成快照到Redis出现问题的数据将丢失。RDB使用fork() 为数据持久化生成子进程如果数据很大可能需要一些时间导致Redis停止服务。
五、bgsave原理
1、bgsave执行流程 Redis父进程首先确定否有有正在执行的save、bgsave、bgrewriteaof的子进程如果正在执行bgsave命令将直接返回。
父进程执行fork操作以创建子进程在此过程中父进程被阻止Redis无法从客户端执行任何命令。在父进程fork后bgsave命令返回保存信息不再阻止父进程并可以响应其他命令子进程创建RDB文件基于父进程的内存快照生成临时快照文件并在完成后执行原始文件的原子替换 子进程向父进程发送信号以指示完成父进程更新统计信息。
2、fork实现原理Copy On Write写时复制
fork实现通过Copy-on-Write写时复制类似于Java中的CopyOnWriteArrayList。如果多个调用方同时需要相同的资源如内存或磁盘中的数据存储多个调用方将共同获得指向同一资源的相同指针在调用方尝试修改资源的内容之前系统实际上会向调用方复制一个特殊副本其他调用方看到的初始资源保持不变。
这是 Linux 的机制为了节省内存资源尽可能多地共享资源在进程分离的时刻内存增长几乎没有显著变化。在Redis中子进程执行数据持久化不会修改现有的内存数据结构只会遍历和读取数据结构然后将其序列化到磁盘。父进程不同需要继续服务客户端请求然后不断修改内存数据结构。这个时候就会使用操作系统的 COW 机制来进行数据段页面的分离请参考【精通内核】计算机程序的本质、内存组成与ELF格式深度解析。 数据段由许多操作系统的页面组成当父进程修改其中一个页面的数据时它将复制并分离共享页面然后修改复制的页面此时子流程的相应页面或生成流程时的数据不会更改。因为子进程的数据没有改变所以它所能看到的内存中的数据在进程生成时被冻结不会再改变所有Redis持久性被称为快照所有子进程可以安全的遍历数据并写入磁盘。
总结
本文讲解Redis持久性机制RDBRDB持久化的两种方法RDB的两种策略方式、save和bgsave命令并进行比较如何使用RDB策略备份数据分析Redis RDB优缺点bgsave原理bgsave执行流程fork的实现原理Copy On Write写时复制。
