【Redis(2)】Redis的持久化方式RDB和AOF配置

上一篇作为开始，只要讲了Redis数据类型及使用场景，接下来进一步深入，说一下Redis的持久化方式。

1.Redis的持久化方式

Redis支持两种主要的持久化方式：

RDB持久化

通过快照的形式，将某一时刻的数据集保存到磁盘上的二进制文件中。

适用于定时备份，以及灾难恢复。

AOF持久化

记录服务器接收到的每一个写操作命令，并将这些命令追加到文件的末尾。

通过重放这些命令来恢复数据，适用于需要高数据完整性的场景。

2.RDB和AOF的区别

3.AOF配置文件

为了实现高性能的AOF持久化配置，需要在数据安全性和性能之间找到平衡点。以下是一个针对高性能需求而优化的AOF配置文件示例，包含了具体配置和注释：

# 开启AOF持久化功能
appendonly yes

# AOF文件的名称
appendfilename "appendonly.aof"

# 配置AOF持久化的fsync策略
# 使用everysec可以实现性能和数据安全性的平衡，每秒fsync一次
appendfsync everysec

# AOF文件自动重写的触发条件
# 设置为100，表示当AOF文件大小是上一次重写后的AOF文件大小的100%时，触发重写
auto-aof-rewrite-percentage 100

# 设置触发AOF重写的最小文件大小
# 避免AOF文件很小的时候触发重写，减少不必要的重写操作
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

# 配置在启动加载AOF文件时对不完整文件的处理
# 设置为yes，允许加载不完整的AOF文件，提高数据恢复的灵活性
aof-load-truncated yes

# 启用增量式fsync，减少磁盘I/O操作
aof-rewrite-incremental-fsync yes

# 在AOF重写期间，使用备用的子进程进行写操作，减少对主进程的影响
aof-rewrite-use-rdb-preamble yes

# 配置文件的目录，AOF文件会存储在这个目录下
dir /var/lib/redis

# 日志级别，info表示记录大部分有用的信息，适合生产环境
loglevel info

# 配置文件修改后，不重启Redis服务也可以加载新的配置
config yes

 注意：

该配置示例适用于Redis 2.6及更高版本，aof-use-rdb-preamble，是在Redis的较新版本中引入的，用于支持增量式AOF重写。

Redis 4.0或以上版本，那么上述配置应该完全适用，因为Redis 4.0引入了更多的持久化选项和改进。对于更早的版本，大部分配置也是适用的，但可能需要根据版本的具体特性进行细微调整。

1. appendfsync everysec：这个配置项是性能和数据安全性折衷的结果。如果追求更高的数据安全性，可以选择always，但可能会牺牲一些性能。
2. auto-aof-rewrite-percentage 和 auto-aof-rewrite-min-size：这两个配置项共同控制AOF重写的触发条件。可以根据服务器的负载和AOF文件增长速度进行调整。
3. aof-rewrite-incremental-fsync：在重写期间，使用增量式fsync减少对性能的影响。
4. aof-rewrite-use-rdb-preamble：在AOF重写时，使用RDB格式写入旧数据，然后追加新的AOF日志，这可以加快重写后的AOF文件的加载速度。

4.RDB配置文件

Redis的RDB持久化是通过创建数据的快照来实现的，以下是一些关键的RDB持久化配置项，以及它们的注释说明：

# RDB持久化配置
# ----------------------------------------------------

# 定义生成RDB快照的条件，格式为：save <seconds> <changes>
# 以下配置表示如果至少有1个键被改变，则每60秒保存一次；
# 如果至少有10000个键被改变，则每300秒保存一次
save 60 1
save 300 10000

# 设置RDB文件的名称
dbfilename "dump.rdb"

# 设置RDB文件存储的目录
dir /var/lib/redis/

# 开启RDB文件压缩，这会消耗CPU资源，但可以显著减少磁盘占用
rdbcompression yes

# 启用RDB文件的校验和，确保数据的完整性
rdbchecksum yes

# 使用管道技术来优化RDB持久化过程中的I/O操作，提高性能
rdbpipelining yes

# 设置是否在后台线程中进行RDB持久化操作，减少对主线程的阻塞
# 注意：从Redis 4.0起，RDB持久化默认就是在子进程中进行的，
# 所以此配置项在新版本中不再需要
# bgsave on

# 设置RDB持久化操作的最大写入带宽，以避免长时间占用太多网络带宽
# rdb-del-sync-files no

# 设置在执行RDB持久化时，是否只对数据库中的部分key进行持久化
# key-value对的模式必须匹配给定的glob样式的pattern
# rdb-save-incremental yes

注意：

1. save 指令定义了数据快照的生成时机，格式为 save <seconds> <changes>，表示在指定的时间内如果有指定数量的键被改变，则会进行快照保存。

2. dbfilename 设置了RDB文件的名称，这个文件包含了Redis数据库的快照。

3. dir 指定了RDB文件存放的目录。

4. rdbcompression 设置为 yes 可以启用LZF压缩算法，压缩RDB文件，减少磁盘占用。

5. rdbchecksum 设置为 yes 可以为RDB文件添加校验和，确保数据的完整性。

6. rdbpipelining 设置为 yes 可以启用管道技术，减少持久化过程中的I/O操作次数，提高性能。

RDB持久化本身是一种快速的持久化方式，因为它通过创建数据的快照来保存当前数据库状态，而不是记录每个写操作命令。这种方式的优点是恢复速度快，对性能的影响相对较小，尤其是在生成RDB文件时，Redis可以利用子进程来完成这个任务，从而避免了对主进程的阻塞。

然而，RDB持久化也有其局限性，主要体现在数据安全性上。由于RDB是周期性地创建数据快照，如果在两次快照之间Redis发生故障，那么在这一段时间内的数据更改将会丢失。因此，如果你需要更高的数据安全性，可能需要考虑使用AOF持久化或者两者的结合。

5.RDB和AOF配合使用 

结合使用RDB和AOF持久化可以提供数据的快速恢复和高完整性。以下是一个配置文件示例，包括了RDB和AOF的相关配置以及注释：

# RDB持久化配置
# --------------------------------------------------

# 定义生成RDB快照的条件，格式为：save <seconds> <changes>
# 以下配置表示如果至少有1个键被改变，则每60秒保存一次；
# 如果至少有10000个键被改变，则每300秒保存一次。
save 60 1
save 300 10000

# 设置RDB文件的名称
dbfilename "dump.rdb"

# 设置RDB文件存储的目录
dir /var/lib/redis/

# 开启RDB文件压缩，这会消耗CPU资源，但可以显著减少磁盘占用
rdbcompression yes

# 启用RDB文件的校验和，确保数据的完整性
rdbchecksum yes

# 使用管道技术来优化RDB持久化过程中的I/O操作，提高性能
rdbpipelining yes


# AOF持久化配置
# -------------------------------------------

# 开启AOF持久化
appendonly yes

# 设置AOF文件的名称
appendfilename "appendonly.aof"

# 设置AOF持久化策略，everysec表示每秒同步一次，平衡了性能和数据安全性
appendfsync everysec

# 配置AOF文件自动重写的触发条件，减少AOF文件的体积
auto-aof-rewrite-percentage 100

# 设置触发AOF重写的最小文件大小，避免在文件很小的时候进行重写
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

# 当AOF文件尾部不完整时，允许启动并加载尽可能多的数据
aof-load-truncated yes


# 其他配置
# ---------------------------------------------

# 设置日志级别为信息，记录大部分有用的信息，适合生产环境
loglevel notice

# 设置工作目录
pidfile /var/run/redis/redis-server.pid

这个配置文件是为了在保证一定数据安全性的同时，尽可能提高Redis的性能而设计的。具体来说：

RDB持久化：

• 通过设置save指令，Redis会在特定的键更改次数和时间间隔后创建数据快照。这种配置减少了频繁的快照操作，从而降低了对性能的影响。
• rdbcompression yes启用了RDB文件的压缩，这有助于减少磁盘空间的使用，但会消耗更多的CPU资源。如果你的服务器CPU资源充足，这将是一个值得启用的选项。
• rdbpipelining yes可以优化RDB文件的写入过程，减少I/O操作次数，提高性能。

AOF持久化：

• appendfsync everysec策略是在性能和数据安全性之间的折中方案。它每秒同步一次AOF日志到磁盘，减少了数据丢失的风险，同时避免了每次写操作都同步带来的性能开销。
• auto-aof-rewrite-percentage和auto-aof-rewrite-min-size配置项可以自动触发AOF文件的重写，防止AOF文件无限增长，同时保持合理的性能开销。

其他性能优化：

• loglevel notice设置了日志级别，避免了记录过多信息，减少了日志操作对性能的影响。
• rdbchecksum yes确保了RDB文件的校验和，虽然会增加一定的CPU开销，但有助于保证数据的完整性。

这个配置文件在确保数据安全性的同时，尽可能减少了对性能的影响。然而，"高性能"是相对的，并且取决于具体的使用场景和系统资源。在实际部署中，应该根据工作负载、数据重要性、硬件能力以及对数据丢失的容忍度来调整配置。