牛商网建设的食品网站,深圳物流公司收费标准,关键词优化公司前十排名,莆田有哪几家做网站设计文章摘自#xff1a;https://www.cnblogs.com/kismetv/p/9137897.html 前言 在上一篇文章中#xff0c;介绍了Redis的内存模型#xff0c;从这篇文章开始#xff0c;将依次介绍Redis高可用相关的知识——持久化、复制(及读写分离)、哨兵、以及集群。 本文将先说明上述几种技…文章摘自https://www.cnblogs.com/kismetv/p/9137897.html 前言 在上一篇文章中介绍了Redis的内存模型从这篇文章开始将依次介绍Redis高可用相关的知识——持久化、复制(及读写分离)、哨兵、以及集群。 本文将先说明上述几种技术分别解决了Redis高可用的什么问题然后详细介绍Redis的持久化技术主要是RDB和AOF两种持久化方案在介绍RDB和AOF方案时不仅介绍其作用及操作方法同时介绍持久化实现的一些原理细节及需要注意的问题。最后介绍在实际使用中持久化方案的选择以及经常遇到的问题等。 系列文章 深入学习Redis1Redis内存模型 深入学习Redis2持久化 深入学习Redis3主从复制 目录 一、Redis高可用概述 二、Redis持久化概述 三、RDB持久化 1. 触发条件 2. 执行流程 3. RDB文件 4. 启动时加载 5. RDB常用配置总结 四、AOF持久化 1. 开启AOF 2. 执行流程 3. 启动时加载 4. AOF常用配置总结 五、方案选择与常见问题 1. RDB和AOF的优缺点 2. 持久化策略选择 3. fork阻塞CPU的阻塞 4.AOF追加阻塞硬盘的阻塞 5. info命令与持久化 六、总结 一、Redis高可用概述 在介绍Redis高可用之前先说明一下在Redis的语境中高可用的含义。 我们知道在web服务器中高可用是指服务器可以正常访问的时间衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务99.9%、99.99%、99.999% 等等。但是在Redis语境中高可用的含义似乎要宽泛一些除了保证提供正常服务(如主从分离、快速容灾技术)还需要考虑数据容量的扩展、数据安全不会丢失等。 在Redis中实现高可用的技术主要包括持久化、复制、哨兵和集群下面分别说明它们的作用以及解决了什么样的问题。 持久化持久化是最简单的高可用方法(有时甚至不被归为高可用的手段)主要作用是数据备份即将数据存储在硬盘保证数据不会因进程退出而丢失。复制复制是高可用Redis的基础哨兵和集群都是在复制基础上实现高可用的。复制主要实现了数据的多机备份以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷故障恢复无法自动化写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制。哨兵在复制的基础上哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制。集群通过集群Redis解决了写操作无法负载均衡以及存储能力受到单机限制的问题实现了较为完善的高可用方案。二、Redis持久化概述 持久化的功能Redis是内存数据库数据都是存储在内存中为了避免进程退出导致数据的永久丢失需要定期将Redis中的数据以某种形式(数据或命令)从内存保存到硬盘当下次Redis重启时利用持久化文件实现数据恢复。除此之外为了进行灾难备份可以将持久化文件拷贝到一个远程位置。 Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化前者将当前数据保存到硬盘后者则是将每次执行的写命令保存到硬盘类似于MySQL的binlog由于AOF持久化的实时性更好即当进程意外退出时丢失的数据更少因此AOF是目前主流的持久化方式不过RDB持久化仍然有其用武之地。 下面依次介绍RDB持久化和AOF持久化由于Redis各个版本之间存在差异如无特殊说明以Redis3.0为准。 三、RDB持久化 RDB持久化是将当前进程中的数据生成快照保存到硬盘(因此也称作快照持久化)保存的文件后缀是rdb当Redis重新启动时可以读取快照文件恢复数据。 1. 触发条件 RDB持久化的触发分为手动触发和自动触发两种。 1) 手动触发 save命令和bgsave命令都可以生成RDB文件。 save命令会阻塞Redis服务器进程直到RDB文件创建完毕为止在Redis服务器阻塞期间服务器不能处理任何命令请求。 而bgsave命令会创建一个子进程由子进程来负责创建RDB文件父进程(即Redis主进程)则继续处理请求。 此时服务器执行日志如下 bgsave命令执行过程中只有fork子进程时会阻塞服务器而对于save命令整个过程都会阻塞服务器因此save已基本被废弃线上环境要杜绝save的使用后文中也将只介绍bgsave命令。此外在自动触发RDB持久化时Redis也会选择bgsave而不是save来进行持久化下面介绍自动触发RDB持久化的条件。 2) 自动触发 save m n 自动触发最常见的情况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。 例如查看redis的默认配置文件(Linux下为redis根目录下的redis.conf)可以看到如下配置信息 其中save 900 1的含义是当时间到900秒时如果redis数据发生了至少1次变化则执行bgsavesave 300 10和save 60 10000同理。当三个save条件满足任意一个时都会引起bgsave的调用。 save m n的实现原理 Redis的save m n是通过serverCron函数、dirty计数器、和lastsave时间戳来实现的。 serverCron是Redis服务器的周期性操作函数默认每隔100ms执行一次该函数对服务器的状态进行维护其中一项工作就是检查 save m n 配置的条件是否满足如果满足就执行bgsave。 dirty计数器是Redis服务器维持的一个状态记录了上一次执行bgsave/save命令后服务器状态进行了多少次修改(包括增删改)而当save/bgsave执行完成后会将dirty重新置为0。 例如如果Redis执行了set mykey helloworld则dirty值会1如果执行了sadd myset v1 v2 v3则dirty值会3注意dirty记录的是服务器进行了多少次修改而不是客户端执行了多少修改数据的命令。 lastsave时间戳也是Redis服务器维持的一个状态记录的是上一次成功执行save/bgsave的时间。 save m n的原理如下每隔100ms执行serverCron函数在serverCron函数中遍历save m n配置的保存条件只要有一个条件满足就进行bgsave。对于每一个save m n条件只有下面两条同时满足时才算满足 1当前时间-lastsave m 2dirty n save m n 执行日志 下图是save m n触发bgsave执行时服务器打印日志的情况 其他自动触发机制 除了save m n 以外还有一些其他情况会触发bgsave 在主从复制场景下如果从节点执行全量复制操作则主节点会执行bgsave命令并将rdb文件发送给从节点执行shutdown命令时自动执行rdb持久化如下图所示 2. 执行流程 前面介绍了触发bgsave的条件下面将说明bgsave命令的执行流程如下图所示(图片来源https://blog.csdn.net/a1007720052/article/details/79126253) 图片中的5个步骤所进行的操作如下 1) Redis父进程首先判断当前是否在执行save或bgsave/bgrewriteaof后面会详细介绍该命令的子进程如果在执行则bgsave命令直接返回。bgsave/bgrewriteaof 的子进程不能同时执行主要是基于性能方面的考虑两个并发的子进程同时执行大量的磁盘写操作可能引起严重的性能问题。 2) 父进程执行fork操作创建子进程这个过程中父进程是阻塞的Redis不能执行来自客户端的任何命令 3) 父进程fork后bgsave命令返回”Background saving started”信息并不再阻塞父进程并可以响应其他命令 4) 子进程创建RDB文件根据父进程内存快照生成临时快照文件完成后对原有文件进行原子替换 5) 子进程发送信号给父进程表示完成父进程更新统计信息 3. RDB文件 RDB文件是经过压缩的二进制文件下面介绍关于RDB文件的一些细节。 存储路径 RDB文件的存储路径既可以在启动前配置也可以通过命令动态设定。 配置dir配置指定目录dbfilename指定文件名。默认是Redis根目录下的dump.rdb文件。 动态设定Redis启动后也可以动态修改RDB存储路径在磁盘损害或空间不足时非常有用执行命令为config set dir {newdir}和config set dbfilename {newFileName}。如下所示(Windows环境) RDB文件格式 RDB文件格式如下图所示图片来源《Redis设计与实现》 其中各个字段的含义说明如下 1) REDIS常量保存着”REDIS”5个字符。 2) db_versionRDB文件的版本号注意不是Redis的版本号。 3) SELECTDB 0 pairs表示一个完整的数据库(0号数据库)同理SELECTDB 3 pairs表示完整的3号数据库只有当数据库中有键值对时RDB文件中才会有该数据库的信息(上图所示的Redis中只有0号和3号数据库有键值对)如果Redis中所有的数据库都没有键值对则这一部分直接省略。其中SELECTDB是一个常量代表后面跟着的是数据库号码0和3是数据库号码pairs则存储了具体的键值对信息包括key、value值及其数据类型、内部编码、过期时间、压缩信息等等。 4) EOF常量标志RDB文件正文内容结束。 5) check_sum前面所有内容的校验和Redis在载入RBD文件时会计算前面的校验和并与check_sum值比较判断文件是否损坏。 压缩 Redis默认采用LZF算法对RDB文件进行压缩。虽然压缩耗时但是可以大大减小RDB文件的体积因此压缩默认开启可以通过命令关闭 需要注意的是RDB文件的压缩并不是针对整个文件进行的而是对数据库中的字符串进行的且只有在字符串达到一定长度(20字节)时才会进行。 4. 启动时加载 RDB文件的载入工作是在服务器启动时自动执行的并没有专门的命令。但是由于AOF的优先级更高因此当AOF开启时Redis会优先载入AOF文件来恢复数据只有当AOF关闭时才会在Redis服务器启动时检测RDB文件并自动载入。服务器载入RDB文件期间处于阻塞状态直到载入完成为止。 Redis启动日志中可以看到自动载入的执行 Redis载入RDB文件时会对RDB文件进行校验如果文件损坏则日志中会打印错误Redis启动失败。 5. RDB常用配置总结 下面是RDB常用的配置项以及默认值前面介绍过的这里不再详细介绍。 save m nbgsave自动触发的条件如果没有save m n配置相当于自动的RDB持久化关闭不过此时仍可以通过其他方式触发stop-writes-on-bgsave-error yes当bgsave出现错误时Redis是否停止执行写命令设置为yes则当硬盘出现问题时可以及时发现避免数据的大量丢失设置为no则Redis无视bgsave的错误继续执行写命令当对Redis服务器的系统(尤其是硬盘)使用了监控时该选项考虑设置为nordbcompression yes是否开启RDB文件压缩rdbchecksum yes是否开启RDB文件的校验在写入文件和读取文件时都起作用关闭checksum在写入文件和启动文件时大约能带来10%的性能提升但是数据损坏时无法发现dbfilename dump.rdbRDB文件名dir ./RDB文件和AOF文件所在目录四、AOF持久化 RDB持久化是将进程数据写入文件而AOF持久化(即Append Only File持久化)则是将Redis执行的每次写命令记录到单独的日志文件中有点像MySQL的binlog当Redis重启时再次执行AOF文件中的命令来恢复数据。 与RDB相比AOF的实时性更好因此已成为主流的持久化方案。 1. 开启AOF Redis服务器默认开启RDB关闭AOF要开启AOF需要在配置文件中配置 appendonly yes 2. 执行流程 由于需要记录Redis的每条写命令因此AOF不需要触发下面介绍AOF的执行流程。 AOF的执行流程包括 命令追加(append)将Redis的写命令追加到缓冲区aof_buf文件写入(write)和文件同步(sync)根据不同的同步策略将aof_buf中的内容同步到硬盘文件重写(rewrite)定期重写AOF文件达到压缩的目的。1) 命令追加(append) Redis先将写命令追加到缓冲区而不是直接写入文件主要是为了避免每次有写命令都直接写入硬盘导致硬盘IO成为Redis负载的瓶颈。 命令追加的格式是Redis命令请求的协议格式它是一种纯文本格式具有兼容性好、可读性强、容易处理、操作简单避免二次开销等优点具体格式略。在AOF文件中除了用于指定数据库的select命令如select 0 为选中0号数据库是由Redis添加的其他都是客户端发送来的写命令。 2) 文件写入(write)和文件同步(sync) Redis提供了多种AOF缓存区的同步文件策略策略涉及到操作系统的write函数和fsync函数说明如下 为了提高文件写入效率在现代操作系统中当用户调用write函数将数据写入文件时操作系统通常会将数据暂存到一个内存缓冲区里当缓冲区被填满或超过了指定时限后才真正将缓冲区的数据写入到硬盘里。这样的操作虽然提高了效率但也带来了安全问题如果计算机停机内存缓冲区中的数据会丢失因此系统同时提供了fsync、fdatasync等同步函数可以强制操作系统立刻将缓冲区中的数据写入到硬盘里从而确保数据的安全性。 AOF缓存区的同步文件策略由参数appendfsync控制各个值的含义如下 always命令写入aof_buf后立即调用系统fsync操作同步到AOF文件fsync完成后线程返回。这种情况下每次有写命令都要同步到AOF文件硬盘IO成为性能瓶颈Redis只能支持大约几百TPS写入严重降低了Redis的性能即便是使用固态硬盘SSD每秒大约也只能处理几万个命令而且会大大降低SSD的寿命。no命令写入aof_buf后调用系统write操作不对AOF文件做fsync同步同步由操作系统负责通常同步周期为30秒。这种情况下文件同步的时间不可控且缓冲区中堆积的数据会很多数据安全性无法保证。everysec命令写入aof_buf后调用系统write操作write完成后线程返回fsync同步文件操作由专门的线程每秒调用一次。everysec是前述两种策略的折中是性能和数据安全性的平衡因此是Redis的默认配置也是我们推荐的配置。3) 文件重写(rewrite) 随着时间流逝Redis服务器执行的写命令越来越多AOF文件也会越来越大过大的AOF文件不仅会影响服务器的正常运行也会导致数据恢复需要的时间过长。 文件重写是指定期重写AOF文件减小AOF文件的体积。需要注意的是AOF重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到新的AOF文件不会对旧的AOF文件进行任何读取、写入操作! 关于文件重写需要注意的另一点是对于AOF持久化来说文件重写虽然是强烈推荐的但并不是必须的即使没有文件重写数据也可以被持久化并在Redis启动的时候导入因此在一些实现中会关闭自动的文件重写然后通过定时任务在每天的某一时刻定时执行。 文件重写之所以能够压缩AOF文件原因在于 过期的数据不再写入文件无效的命令不再写入文件如有些数据被重复设值(set mykey v1, set mykey v2)、有些数据被删除了(sadd myset v1, del myset)等等多条命令可以合并为一个如sadd myset v1, sadd myset v2, sadd myset v3可以合并为sadd myset v1 v2 v3。不过为了防止单条命令过大造成客户端缓冲区溢出对于list、set、hash、zset类型的key并不一定只使用一条命令而是以某个常量为界将命令拆分为多条。这个常量在redis.h/REDIS_AOF_REWRITE_ITEMS_PER_CMD中定义不可更改3.0版本中值是64。 通过上述内容可以看出由于重写后AOF执行的命令减少了文件重写既可以减少文件占用的空间也可以加快恢复速度。 文件重写的触发 文件重写的触发分为手动触发和自动触发 手动触发直接调用bgrewriteaof命令该命令的执行与bgsave有些类似都是fork子进程进行具体的工作且都只有在fork时阻塞。 此时服务器执行日志如下 自动触发根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数以及aof_current_size和aof_base_size状态确定触发时机。 auto-aof-rewrite-min-size执行AOF重写时文件的最小体积默认值为64MB。auto-aof-rewrite-percentage执行AOF重写时当前AOF大小(即aof_current_size)和上一次重写时AOF大小(aof_base_size)的比值。其中参数可以通过config get命令查看 状态可以通过info persistence查看 只有当auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage两个参数同时满足时才会自动触发AOF重写即bgrewriteaof操作。 自动触发bgrewriteaof时可以看到服务器日志如下 文件重写的流程 文件重写流程如下图所示(图片来源http://www.cnblogs.com/yangmingxianshen/p/8373205.html) 关于文件重写的流程有两点需要特别注意(1)重写由父进程fork子进程进行(2)重写期间Redis执行的写命令需要追加到新的AOF文件中为此Redis引入了aof_rewrite_buf缓存。 对照上图文件重写的流程如下 1) Redis父进程首先判断当前是否存在正在执行 bgsave/bgrewriteaof的子进程如果存在则bgrewriteaof命令直接返回如果存在bgsave命令则等bgsave执行完成后再执行。前面曾介绍过这个主要是基于性能方面的考虑。 2) 父进程执行fork操作创建子进程这个过程中父进程是阻塞的。 3.1) 父进程fork后bgrewriteaof命令返回”Background append only file rewrite started”信息并不再阻塞父进程并可以响应其他命令。Redis的所有写命令依然写入AOF缓冲区并根据appendfsync策略同步到硬盘保证原有AOF机制的正确。 3.2) 由于fork操作使用写时复制技术子进程只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程依然在响应命令因此Redis使用AOF重写缓冲区(图中的aof_rewrite_buf)保存这部分数据防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。也就是说bgrewriteaof执行期间Redis的写命令同时追加到aof_buf和aof_rewirte_buf两个缓冲区。 4) 子进程根据内存快照按照命令合并规则写入到新的AOF文件。 5.1) 子进程写完新的AOF文件后向父进程发信号父进程更新统计信息具体可以通过info persistence查看。 5.2) 父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件这样就保证了新AOF文件所保存的数据库状态和服务器当前状态一致。 5.3) 使用新的AOF文件替换老文件完成AOF重写。 3. 启动时加载 前面提到过当AOF开启时Redis启动时会优先载入AOF文件来恢复数据只有当AOF关闭时才会载入RDB文件恢复数据。 当AOF开启且AOF文件存在时Redis启动日志 当AOF开启但AOF文件不存在时即使RDB文件存在也不会加载(更早的一些版本可能会加载但3.0不会)Redis启动日志如下 文件校验 与载入RDB文件类似Redis载入AOF文件时会对AOF文件进行校验如果文件损坏则日志中会打印错误Redis启动失败。但如果是AOF文件结尾不完整(机器突然宕机等容易导致文件尾部不完整)且aof-load-truncated参数开启则日志中会输出警告Redis忽略掉AOF文件的尾部启动成功。aof-load-truncated参数默认是开启的 伪客户端 因为Redis的命令只能在客户端上下文中执行而载入AOF文件时命令是直接从文件中读取的并不是由客户端发送因此Redis服务器在载入AOF文件之前会创建一个没有网络连接的客户端之后用它来执行AOF文件中的命令命令执行的效果与带网络连接的客户端完全一样。 4. AOF常用配置总结 下面是AOF常用的配置项以及默认值前面介绍过的这里不再详细介绍。 appendonly no是否开启AOFappendfilename appendonly.aofAOF文件名dir ./RDB文件和AOF文件所在目录appendfsync everysecfsync持久化策略no-appendfsync-on-rewrite noAOF重写期间是否禁止fsync如果开启该选项可以减轻文件重写时CPU和硬盘的负载尤其是硬盘但是可能会丢失AOF重写期间的数据需要在负载和安全性之间进行平衡auto-aof-rewrite-percentage 100文件重写触发条件之一auto-aof-rewrite-min-size 64mb文件重写触发提交之一aof-load-truncated yes如果AOF文件结尾损坏Redis启动时是否仍载入AOF文件五、方案选择与常见问题 前面介绍了RDB和AOF两种持久化方案的细节下面介绍RDB和AOF的特点、如何选择持久化方案以及在持久化过程中常遇到的问题等。 1. RDB和AOF的优缺点 RDB和AOF各有优缺点 RDB持久化 优点RDB文件紧凑体积小网络传输快适合全量复制恢复速度比AOF快很多。当然与AOF相比RDB最重要的优点之一是对性能的影响相对较小。 缺点RDB文件的致命缺点在于其数据快照的持久化方式决定了必然做不到实时持久化而在数据越来越重要的今天数据的大量丢失很多时候是无法接受的因此AOF持久化成为主流。此外RDB文件需要满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。 AOF持久化 与RDB持久化相对应AOF的优点在于支持秒级持久化、兼容性好缺点是文件大、恢复速度慢、对性能影响大。 2. 持久化策略选择 在介绍持久化策略之前首先要明白无论是RDB还是AOF持久化的开启都是要付出性能方面代价的对于RDB持久化一方面是bgsave在进行fork操作时Redis主进程会阻塞另一方面子进程向硬盘写数据也会带来IO压力对于AOF持久化向硬盘写数据的频率大大提高(everysec策略下为秒级)IO压力更大甚至可能造成AOF追加阻塞问题后面会详细介绍这种阻塞此外AOF文件的重写与RDB的bgsave类似会有fork时的阻塞和子进程的IO压力问题。相对来说由于AOF向硬盘中写数据的频率更高因此对Redis主进程性能的影响会更大。 在实际生产环境中根据数据量、应用对数据的安全要求、预算限制等不同情况会有各种各样的持久化策略如完全不使用任何持久化、使用RDB或AOF的一种或同时开启RDB和AOF持久化等。此外持久化的选择必须与Redis的主从策略一起考虑因为主从复制与持久化同样具有数据备份的功能而且主机master和从机slave可以独立的选择持久化方案。 下面分场景来讨论持久化策略的选择下面的讨论也只是作为参考实际方案可能更复杂更具多样性。 1如果Redis中的数据完全丢弃也没有关系如Redis完全用作DB层数据的cache那么无论是单机还是主从架构都可以不进行任何持久化。 2在单机环境下对于个人开发者这种情况可能比较常见如果可以接受十几分钟或更多的数据丢失选择RDB对Redis的性能更加有利如果只能接受秒级别的数据丢失应该选择AOF。 3但在多数情况下我们都会配置主从环境slave的存在既可以实现数据的热备也可以进行读写分离分担Redis读请求以及在master宕掉后继续提供服务。 在这种情况下一种可行的做法是 master完全关闭持久化包括RDB和AOF这样可以让master的性能达到最好 slave关闭RDB开启AOF如果对数据安全要求不高开启RDB关闭AOF也可以并定时对持久化文件进行备份如备份到其他文件夹并标记好备份的时间然后关闭AOF的自动重写然后添加定时任务在每天Redis闲时如凌晨12点调用bgrewriteaof。 这里需要解释一下为什么开启了主从复制可以实现数据的热备份还需要设置持久化呢因为在一些特殊情况下主从复制仍然不足以保证数据的安全例如 master和slave进程同时停止考虑这样一种场景如果master和slave在同一栋大楼或同一个机房则一次停电事故就可能导致master和slave机器同时关机Redis进程停止如果没有持久化则面临的是数据的完全丢失。master误重启考虑这样一种场景master服务因为故障宕掉了如果系统中有自动拉起机制即检测到服务停止后重启该服务将master自动重启由于没有持久化文件那么master重启后数据是空的slave同步数据也变成了空的如果master和slave都没有持久化同样会面临数据的完全丢失。需要注意的是即便是使用了哨兵(关于哨兵后面会有文章介绍)进行自动的主从切换也有可能在哨兵轮询到master之前便被自动拉起机制重启了。因此应尽量避免“自动拉起机制”和“不做持久化”同时出现。4异地灾备上述讨论的几种持久化策略针对的都是一般的系统故障如进程异常退出、宕机、断电等这些故障不会损坏硬盘。但是对于一些可能导致硬盘损坏的灾难情况如火灾地震就需要进行异地灾备。例如对于单机的情形可以定时将RDB文件或重写后的AOF文件通过scp拷贝到远程机器如阿里云、AWS等对于主从的情形可以定时在master上执行bgsave然后将RDB文件拷贝到远程机器或者在slave上执行bgrewriteaof重写AOF文件后将AOF文件拷贝到远程机器上。一般来说由于RDB文件文件小、恢复快因此灾难恢复常用RDB文件异地备份的频率根据数据安全性的需要及其他条件来确定但最好不要低于一天一次。 3. fork阻塞CPU的阻塞 在Redis的实践中众多因素限制了Redis单机的内存不能过大例如 当面对请求的暴增需要从库扩容时Redis内存过大会导致扩容时间太长当主机宕机时切换主机后需要挂载从库Redis内存过大导致挂载速度过慢以及持久化过程中的fork操作下面详细说明。首先说明一下fork操作 父进程通过fork操作可以创建子进程子进程创建后父子进程共享代码段不共享进程的数据空间但是子进程会获得父进程的数据空间的副本。在操作系统fork的实际实现中基本都采用了写时复制技术即在父/子进程试图修改数据空间之前父子进程实际上共享数据空间但是当父/子进程的任何一个试图修改数据空间时操作系统会为修改的那一部分(内存的一页)制作一个副本。 虽然fork时子进程不会复制父进程的数据空间但是会复制内存页表页表相当于内存的索引、目录父进程的数据空间越大内存页表越大fork时复制耗时也会越多。 在Redis中无论是RDB持久化的bgsave还是AOF重写的bgrewriteaof都需要fork出子进程来进行操作。如果Redis内存过大会导致fork操作时复制内存页表耗时过多而Redis主进程在进行fork时是完全阻塞的也就意味着无法响应客户端的请求会造成请求延迟过大。 对于不同的硬件、不同的操作系统fork操作的耗时会有所差别一般来说如果Redis单机内存达到了10GBfork时耗时可能会达到百毫秒级别如果使用Xen虚拟机这个耗时可能达到秒级别。因此一般来说Redis单机内存一般要限制在10GB以内不过这个数据并不是绝对的可以通过观察线上环境fork的耗时来进行调整。观察的方法如下执行命令info stats查看latest_fork_usec的值单位为微秒。 为了减轻fork操作带来的阻塞问题除了控制Redis单机内存的大小以外还可以适度放宽AOF重写的触发条件、选用物理机或高效支持fork操作的虚拟化技术等例如使用Vmware或KVM虚拟机不要使用Xen虚拟机。 4. AOF追加阻塞硬盘的阻塞 前面提到过在AOF中如果AOF缓冲区的文件同步策略为everysec则在主线程中命令写入aof_buf后调用系统write操作write完成后主线程返回fsync同步文件操作由专门的文件同步线程每秒调用一次。 这种做法的问题在于如果硬盘负载过高那么fsync操作可能会超过1s如果Redis主线程持续高速向aof_buf写入命令硬盘的负载可能会越来越大IO资源消耗更快如果此时Redis进程异常退出丢失的数据也会越来越多可能远超过1s。 为此Redis的处理策略是这样的主线程每次进行AOF会对比上次fsync成功的时间如果距上次不到2s主线程直接返回如果超过2s则主线程阻塞直到fsync同步完成。因此如果系统硬盘负载过大导致fsync速度太慢会导致Redis主线程的阻塞此外使用everysec配置AOF最多可能丢失2s的数据而不是1s。 AOF追加阻塞问题定位的方法 1监控info Persistence中的aof_delayed_fsync当AOF追加阻塞发生时即主线程等待fsync而阻塞该指标累加。 2AOF阻塞时的Redis日志 Asynchronous AOF fsync is taking too long (disk is busy?). Writing the AOF buffer without waiting for fsync to complete, this may slow down Redis. 3如果AOF追加阻塞频繁发生说明系统的硬盘负载太大可以考虑更换IO速度更快的硬盘或者通过IO监控分析工具对系统的IO负载进行分析如iostat系统级io、iotopio版的top、pidstat等。 5. info命令与持久化 前面提到了一些通过info命令查看持久化相关状态的方法下面来总结一下。 1info Persistence 执行结果如下 其中比较重要的包括 rdb_last_bgsave_status:上次bgsave 执行结果可以用于发现bgsave错误rdb_last_bgsave_time_sec:上次bgsave执行时间单位是s可以用于发现bgsave是否耗时过长aof_enabled:AOF是否开启aof_last_rewrite_time_sec: 上次文件重写执行时间单位是s可以用于发现文件重写是否耗时过长aof_last_bgrewrite_status: 上次bgrewrite执行结果可以用于发现bgrewrite错误aof_buffer_length和aof_rewrite_buffer_length:aof缓存区大小和aof重写缓冲区大小aof_delayed_fsync:AOF追加阻塞情况的统计2info stats 其中与持久化关系较大的是latest_fork_usec代表上次fork耗时可以参见前面的讨论。 六、总结 本文主要内容可以总结如下 1、持久化在Redis高可用中的作用数据备份与主从复制相比强调的是由内存到硬盘的备份。 2、RDB持久化将数据快照备份到硬盘介绍了其触发条件包括手动出发和自动触发、执行流程、RDB文件等特别需要注意的是文件保存操作由fork出的子进程来进行。 3、AOF持久化将执行的写命令备份到硬盘类似于MySQL的binlog介绍了其开启方法、执行流程等特别需要注意的是文件同步策略的选择everysec、文件重写的流程。 4、一些现实的问题包括如何选择持久化策略以及需要注意的fork阻塞、AOF追加阻塞等。 参考文献 《Redis开发与运维》 《Redis设计与实现》 《Redis实战》 http://www.redis.cn/topics/persistence.html https://mp.weixin.qq.com/s/fpupqLp-wjR8fQvYSQhVLg https://mp.weixin.qq.com/s?__bizMzI4NTA1MDEwNgmid2650764050idx1sn891287b9f99a8c1dd4ce9e1805646741chksmf3f9c687c48e4f91c6631e7f5e36a9169c10549386bec541dbeef92ed0023a373f6ec25c2ef1mpshare1scene1srcid0525xnHQxiFwpzFWSME2LQrb#rd https://mp.weixin.qq.com/s?__bizMzI4NTA1MDEwNgmid2650763383idx1sn348a84605a7cdefe4e075c9f0310f257chksmf3f9c5e2c48e4cf41bd3f708bce3f9a1302a699cf7defe611e9aea120fcb424944119e079362mpshare1scene1srcid0525XIl8KXvHYvX42oaUcop0#rd https://blog.csdn.net/tonyxf121/article/details/8475603 http://heylinux.com/archives/1932.html https://www.m690.com/archives/380/转载于:https://www.cnblogs.com/smail-bao/p/9597774.html
