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Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的兩種方法

 更新時間:2023年11月27日 11:32:45   作者:Java中文社群  
Redis 實現(xiàn)數(shù)據(jù)不丟失的關(guān)鍵在于使用了多種持久化機制,以確保數(shù)據(jù)在內(nèi)存和磁盤之間的持久性,本文給大家介紹了Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的兩種方法,持久化和集群運行,我們分別來看它們兩的具體實現(xiàn)細節(jié),感興趣的同學(xué)跟著小編一起來看看吧

前段時間表妹收到了小米秋招補錄的面試邀請,一面還算順利,很快就通過了,但在看二面面試錄屏的時候,我發(fā)現(xiàn)了一個問題,回答的不是很好,也就是我們今天要聊的這個問題:Redis 如何保證數(shù)據(jù)不丟失?

很多人看到這個問題的第一反應(yīng)是,這個問題不難,就是 Redis 的持久化技術(shù)嘛!但如果你這樣回答,可能只能得 50 分,連及格線都沒到,為什么呢?

因為,Redis 保證數(shù)據(jù)不丟失的主要手段有兩個:

  • 持久化
  • 集群運行

我們分別來看它們兩的具體實現(xiàn)細節(jié)。

1.Redis 持久化

持久化是指將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中存儲到持久化存儲介質(zhì)中(如硬盤)的過程,以便在程序重啟或者系統(tǒng)崩潰等情況下,能夠從持久化存儲介質(zhì)中恢復(fù)數(shù)據(jù)。

Redis 4.0 之后支持以下 3 種持久化方案:

  • RDB(Redis DataBase)持久化:快照方式持久化,將某一個時刻的內(nèi)存數(shù)據(jù),以二進制的方式寫入磁盤;
  • AOF(Append Only File)持久化:文件追加持久化,記錄所有非查詢操作命令,并以文本的形式追加到文件中;
  • 混合持久化:RDB + AOF 混合方式的持久化,Redis 4.0 之后新增的方式,混合持久化是結(jié)合了 RDB 和 AOF 的優(yōu)點,在寫入的時候,先把當前的數(shù)據(jù)以 RDB 的形式寫入文件的開頭,再將后續(xù)的操作命令以 AOF 的格式存入文件,這樣既能保證 Redis 重啟時的速度,又能減低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。

1.1 RDB 持久化

RDB(Redis Database)是將某一個時刻的內(nèi)存快照(Snapshot),以二進制的方式寫入磁盤的持久化機制。

RDB 持久化機制有以下優(yōu)缺點:

優(yōu)點:

  • 速度快:相對于 AOF 持久化方式,RDB 持久化速度更快,因為它只需要在指定的時間間隔內(nèi)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中寫入到磁盤上。
  • 空間占用小:RDB 持久化會將數(shù)據(jù)保存在一個壓縮的二進制文件中,因此相對于 AOF 持久化方式,它占用的磁盤空間更小。
  • 恢復(fù)速度快:因為 RDB 文件是一個完整的數(shù)據(jù)庫快照,所以在 Redis 重啟后,可以非??焖俚貙?shù)據(jù)恢復(fù)到內(nèi)存中。
  • 可靠性高:RDB 持久化方式可以保證數(shù)據(jù)的可靠性,因為數(shù)據(jù)會在指定時間間隔內(nèi)自動寫入磁盤,即使 Redis 進程崩潰或者服務(wù)器斷電,也可以通過加載最近的一次快照文件恢復(fù)數(shù)據(jù)。

缺點:

  • 數(shù)據(jù)可能會丟失:RDB 持久化方式只能保證數(shù)據(jù)在指定時間間隔內(nèi)寫入磁盤,因此如果 Redis 進程崩潰或者服務(wù)器斷電,從最后一次快照保存到崩潰的時間點之間的數(shù)據(jù)可能會丟失。
  • 實時性差:因為 RDB 持久化是定期執(zhí)行的,因此從最后一次快照保存到當前時間點之間的數(shù)據(jù)可能會丟失。如果需要更高的實時性,可以使用 AOF 持久化方式。

所以,RDB 持久化方式適合用于對數(shù)據(jù)可靠性要求較高,但對實時性要求不高的場景,如 Redis 中的備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)等。

1.2 AOF 持久化

AOF(Append Only File)它是將 Redis 每個非查詢操作命令都追加記錄到文件(appendonly.aof)中的持久化機制。

AOF 持久化機制有以下優(yōu)缺點:

優(yōu)點:

  • 數(shù)據(jù)不容易丟失:AOF 持久化方式會將 Redis 執(zhí)行的每一個寫命令記錄到一個文件中,因此即使 Redis 進程崩潰或者服務(wù)器斷電,也可以通過重放 AOF 文件中的命令來恢復(fù)數(shù)據(jù)。
  • 實時性好:由于 AOF 持久化方式是將每一個寫命令記錄到文件中,因此它的實時性比 RDB 持久化方式更好。
  • 數(shù)據(jù)可讀性強:AOF 持久化文件是一個純文本文件,可以被人類讀取和理解,因此可以方便地進行數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作。

缺點:

  • 寫入性能略低:由于 AOF 持久化方式需要將每一個寫命令記錄到文件中,因此相對于 RDB 持久化方式,它的寫入性能略低。
  • 占用磁盤空間大:由于 AOF 持久化方式需要記錄每一個寫命令,因此相對于 RDB 持久化方式,它占用的磁盤空間更大。
  • AOF 文件可能會出現(xiàn)損壞:由于 AOF 文件是不斷地追加寫入的,因此如果文件損壞,可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法恢復(fù)。

所以,AOF 持久化方式適合用于對數(shù)據(jù)實時性要求較高,但對數(shù)據(jù)大小和寫入性能要求相對較低的場景,如需要對數(shù)據(jù)進行實時備份的應(yīng)用場景。

1.3 混合持久化

Redis 混合持久化是指將 RDB 持久化方式和 AOF 持久化方式結(jié)合起來使用,以充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢,同時避免它們的缺點。

它的優(yōu)缺點如下:

優(yōu)點:混合持久化結(jié)合了 RDB 和 AOF 持久化的優(yōu)點,開頭為 RDB 的格式,使得 Redis 可以更快的啟動,同時結(jié)合 AOF 的優(yōu)點,有減低了大量數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。

缺點

  • 實現(xiàn)復(fù)雜度高:混合持久化需要同時維護 RDB 文件和 AOF 文件,因此實現(xiàn)復(fù)雜度相對于單獨使用 RDB 或 AOF 持久化方式要高。
  • 可讀性差:AOF 文件中添加了 RDB 格式的內(nèi)容,使得 AOF 文件的可讀性變得很差;
  • 兼容性差:如果開啟混合持久化,那么此混合持久化 AOF 文件,就不能用在 Redis 4.0 之前版本了。

所以,Redis 混合持久化方式適合用于,需要兼顧啟動速度和減低數(shù)據(jù)丟失的場景。但需要注意的是,混合持久化的實現(xiàn)復(fù)雜度較高、可讀性差,只能用于 Redis 4.0 以上版本,因此在選擇時需要根據(jù)實際情況進行權(quán)衡。

2.Redis 集群

Redis 集群是將原先的單服務(wù)器,變?yōu)榱硕喾?wù)器,這樣 Redis 保存的數(shù)據(jù)也從一臺服務(wù)器變成了多臺服務(wù)器,這樣即使有一臺服務(wù)器出問題了,其他的服務(wù)器還有備份數(shù)據(jù)。所以使用 Redis 集群除了可以保證高可用,還保證了數(shù)據(jù)不丟失。

Redis 集群運行有以下 3 種方案:

  • 主從同步
  • 哨兵模式
  • Redis Cluster

2.1 主從同步

主從同步 (主從復(fù)制) 是 Redis 高可用服務(wù)的基石,也是多機運行中最基礎(chǔ)的一個。我們把主要存儲數(shù)據(jù)的節(jié)點叫做主節(jié)點 (master),把其他通過復(fù)制主節(jié)點數(shù)據(jù)的副本節(jié)點叫做從節(jié)點 (slave),如下圖所示:

在 Redis 中一個主節(jié)點可以擁有多個從節(jié)點,一個從節(jié)點也可以是其他服務(wù)器的主節(jié)點,如下圖所示:

2.2 哨兵模式

主從同步存在一個致命的問題,當主節(jié)點奔潰之后,需要人工干預(yù)才能恢復(fù) Redis 的正常使用。 所以我們需要一個自動的工具——Redis Sentinel (哨兵模式) 來把手動的過程變成自動的,讓 Redis 擁有自動容災(zāi)恢復(fù) (failover) 的能力。

哨兵模式如下所示: 

小貼士:Redis Sentinel  的最小分配單位是一主一從。

2.3 Redis Cluster

Redis Cluster 是 Redis 3.0 版本推出的 Redis 集群方案,它將數(shù)據(jù)分布在不同的服務(wù)區(qū)上,以此來降低系統(tǒng)對單主節(jié)點的依賴,并且可以大大的提高 Redis 服務(wù)的讀寫性能。 Redis Cluster 架構(gòu)圖如下所示:

從上圖可以看出 Redis 的主從同步只能有一個主節(jié)點,而 Redis Cluster 可以擁有無數(shù)個主從節(jié)點,因此 Redis Cluster 擁有更強大的平行擴展能力,也就是說當 Redis Cluster 擁有兩個主從節(jié)點時,從理論上來講 Redis 的性能相比于主從來說性能提升了兩倍,并且 Redis Cluster 也有自動容災(zāi)恢復(fù)的機制。

小結(jié)

Redis 保證數(shù)據(jù)不丟失的主要手段有兩個:持久化和集群運行。其中持久化有三種實現(xiàn):RDB、AOF、混合持久化;而集群(運行)也包含了三種實現(xiàn):主從復(fù)制、哨兵模式和 Redis Cluster。

以上就是Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的兩種方法的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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