Redis的RBD和AOF持久化对比

AOFRDB是两种 Redis持久化的机制。用于crash后,redis的恢复。

特性

RDB特性

fork一个进程,遍历hash table,利用copy on write,把整个db dump保存下来。
save, shutdown, slave 命令会触发这个操作。
粒度比较大,如果save, shutdown, slave 之前crash了,则中间的操作没办法恢复。

AOF特性

把写操作指令,持续的写到一个类似日志文件里。
粒度较小,crash之后,只有crash之前没有来得及做日志的操作没办法恢复。

两种的区别就是:

  • 一个是持续的用日志记录写操作,crash后利用日志恢复;
  • 一个是平时写操作的时候不触发写,只有手动提交save命令,或者是关闭命令时,才触发备份操作。

选择的标准,就是看系统是愿意牺牲一些性能,换取更高的缓存一致性(aof),还是愿意写操作频繁的时候,不启用备份来换取更高的性能,待手动运行save的时候,再做备份(rdb)。rdb这个就更有些 eventually consistent的意思了。

性能对比


转载: http://blog.sina.com.cn/s/blog_4458fdda010150bh.html

由于是同一台机器,进行相对对比,我就不列配置了。系统是debian testing,kernel 3.2 686。redis 2.4.8。
测试方法是用python写的脚本对redis数据库进行写入,看写入速度。
100000/300000/1000000是数据量,插入的都是string。第一个数据是最小时间,第二个是平均,第三个是数据大小。
100000:
dbmode: 4.8, 5.1, 1477792
aofmode: 9.1, 9.3, 3677803
300000:
dbmode: 16.5, 17.6, 4877792
aofmode: 21.1, 21.4, 11477803
1000000:
dbmode: 61, 65, 16777792
aofmode: 77, 85, 38777849
从简单分析来看,aof比rdb慢25-80%,但是大规模数据都比较支持慢25%这端。估计在低数据量下,rdb模式更加占优势。数据规模增长时,速率比接近于4:5。aof的数据比rdb数据大150%(2.5倍上下),这点随着数据增长基本不变。
从读性能分析来看,两者差异不大。同样,数据分别是最小时间和平均时间。
dbmode: 55, 60
aofmode: 62, 63
差异在10%以内,甚至比最小-平均差异还弱。基本可以视为一致。

持久化

RDB持久化

RDB 持久化可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照

RDB文件保存过程

  • redis调用fork,现在有了子进程和父进程。
  • 父进程继续处理client请求,子进程负责将内存内容写入到临时文件。由于os的写时复制机制(copy on write)父子进程会共享相同的物理页面,当父进程处理写请求时os会为父进程要修改的页面创建副本,而不是写共享的页面。所以子进程的地址空间内的数 据是fork时刻整个数据库的一个快照。
  • 当子进程将快照写入临时文件完毕后,用临时文件替换原来的快照文件,然后子进程退出。

RDB 的优点

RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件,它保存了 Redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份: 比如说,你可以在最近的 24 小时内,每小时备份一次 RDB 文件,并且在每个月的每一天,也备份一个 RDB 文件。 这样的话,即使遇上问题,也可以随时将数据集还原到不同的版本。RDB 非常适用于灾难恢复(disaster recovery):它只有一个文件,并且内容都非常紧凑,可以(在加密后)将它传送到别的数据中心,或者亚马逊 S3 中。RDB 可以最大化 Redis 的性能:父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程,然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作,父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

RDB 的缺点

如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据,那么 RDB 不适合你。 虽然 Redis 允许你设置不同的保存点(save point)来控制保存 RDB 文件的频率, 但是, 因为RDB 文件需要保存整个数据集的状态, 所以它并不是一个轻松的操作。 因此你可能会至少 5 分钟才保存一次 RDB 文件。 在这种情况下, 一旦发生故障停机, 你就可能会丢失好几分钟的数据。每次保存 RDB 的时候,Redis 都要 fork() 出一个子进程,并由子进程来进行实际的持久化工作。 在数据集比较庞大时, fork() 可能会非常耗时,造成服务器在某某毫秒内停止处理客户端; 如果数据集非常巨大,并且 CPU 时间非常紧张的话,那么这种停止时间甚至可能会长达整整一秒。 虽然 AOF 重写也需要进行 fork() ,但无论 AOF 重写的执行间隔有多长,数据的耐久性都不会有任何损失。

RDB 快照

在默认情况下, Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb 的二进制文件中。你可以对 Redis 进行设置, 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时, 自动保存一次数据集。你也可以通过调用 SAVE 或者 BGSAVE , 手动让 Redis 进行数据集保存操作。比如说, 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时, 自动保存一次数据集:
save 60 1000
这种持久化方式被称为快照(snapshot)。

AOF持久化

AOF文件保存过程

  • redis调用fork ,现在有父子两个进程
  • 子进程根据内存中的数据库快照,往临时文件中写入重建数据库状态的命令
  • 父进程继续处理client请求,除了把写命令写入到原来的aof文件中。同时把收到的写命令缓存起来。这样就能保证如果子进程重写失败的话并不会出问题
  • 当子进程把快照内容写入已命令方式写到临时文件中后,子进程发信号通知父进程。然后父进程把缓存的写命令也写入到临时文件
  • 现在父进程可以使用临时文件替换老的aof文件,并重命名,后面收到的写命令也开始往新的aof文件中追加

AOF 的优点

使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久(much more durable):你可以设置不同的 fsync 策略,比如无 fsync ,每秒钟一次 fsync ,或者每次执行写入命令时 fsync 。AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次,在这种配置下,Redis 仍然可以保持良好的性能,并且就算发生故障停机,也最多只会丢失一秒钟的数据( fsync 会在后台线程执行,所以主线程可以继续努力地处理命令请求)。AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件(append only log), 因此对 AOF 文件的写入不需要进行 seek , 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令(比如写入时磁盘已满,写入中途停机,等等), redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时,自动地在后台对 AOF 进行重写: 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的,因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中,会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面,即使重写过程中发生停机,现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕,Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件,并开始对新 AOF 文件进行追加操作。AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作, 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存, 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂, 对文件进行分析(parse)也很轻松。 导出(export) AOF 文件也非常简单: 举个例子, 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令, 但只要 AOF 文件未被重写, 那么只要停止服务器, 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令, 并重启 Redis , 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

AOF 的缺点

对于相同的数据集来说,AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。根据所使用的 fsync 策略,AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下, 每秒 fsync 的性能依然非常高, 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快, 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时,RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间(latency)。AOF 在过去曾经发生过这样的 bug : 因为个别命令的原因,导致 AOF 文件在重新载入时,无法将数据集恢复成保存时的原样。 (举个例子,阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾经引起过这样的 bug 。) 测试套件里为这种情况添加了测试: 它们会自动生成随机的、复杂的数据集, 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见, 但是对比来说, RDB 几乎是不可能出现这种 bug 的。

AOF 重写

因为 AOF 的运作方式是不断地将命令追加到文件的末尾, 所以随着写入命令的不断增加, AOF 文件的体积也会变得越来越大。举个例子, 如果你对一个计数器调用了 100 次 INCR , 那么仅仅是为了保存这个计数器的当前值, AOF 文件就需要使用 100 条记录(entry)。然而在实际上, 只使用一条 SET 命令已经足以保存计数器的当前值了, 其余 99 条记录实际上都是多余的。为了处理这种情况, Redis 支持一种有趣的特性: 可以在不打断服务客户端的情况下, 对 AOF 文件进行重建(rebuild)。执行 BGREWRITEAOF 命令, Redis 将生成一个新的 AOF 文件, 这个文件包含重建当前数据集所需的最少命令。

如何选择

  • 如果想达到足以媲美 PostgreSQL 的数据安全性, 你应该同时使用两种持久化功能。
  • 如果你非常关心你的数据,但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失, 那么你可以只使用 RDB 持久化。
  • 有很多用户都只使用 AOF 持久化, 但我们并不推荐这种方式: 因为定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快, 除此之外, 使用 RDB 还可以避免之前提到的 AOF 程序的 bug 。
  • 因为以上提到的种种原因, 未来我们可能会将 AOF 和 RDB 整合成单个持久化模型。 (这是一个长期计划。)

本文标题:Redis的RBD和AOF持久化对比

文章作者:火柴

发布时间:2017年07月24日 - 14:07

最后更新:2017年07月24日 - 17:07

原始链接:http://www.chen-hao.com.cn/posts/14105/

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