Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的兩種方法
前段時(shí)間表妹收到了小米秋招補(bǔ)錄的面試邀請(qǐng),一面還算順利,很快就通過(guò)了,但在看二面面試錄屏的時(shí)候,我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,回答的不是很好,也就是我們今天要聊的這個(gè)問(wèn)題:Redis 如何保證數(shù)據(jù)不丟失?
很多人看到這個(gè)問(wèn)題的第一反應(yīng)是,這個(gè)問(wèn)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(méi)到,為什么呢?
因?yàn)椋?strong>Redis 保證數(shù)據(jù)不丟失的主要手段有兩個(gè):
- 持久化
- 集群運(yùn)行
我們分別來(lái)看它們兩的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
1.Redis 持久化
持久化是指將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中存儲(chǔ)到持久化存儲(chǔ)介質(zhì)中(如硬盤(pán))的過(guò)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(chǔ)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(gè)時(shí)刻的內(nèi)存數(shù)據(jù),以二進(jìn)制的方式寫(xiě)入磁盤(pán);
- 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(diǎn),在寫(xiě)入的時(shí)候,先把當(dāng)前的數(shù)據(jù)以 RDB 的形式寫(xiě)入文件的開(kāi)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(shí)的速度,又能減低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
1.1 RDB 持久化
RDB(Redis Database)是將某一個(gè)時(shí)刻的內(nèi)存快照(Snapshot),以二進(jìn)制的方式寫(xiě)入磁盤(pán)的持久化機(jī)制。
RDB 持久化機(jī)制有以下優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):
- 速度快:相對(duì)于 AOF 持久化方式,RDB 持久化速度更快,因?yàn)樗恍枰谥付ǖ臅r(shí)間間隔內(nèi)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中寫(xiě)入到磁盤(pán)上。
- 空間占用?。篟DB 持久化會(huì)將數(shù)據(jù)保存在一個(gè)壓縮的二進(jìn)制文件中,因此相對(duì)于 AOF 持久化方式,它占用的磁盤(pán)空間更小。
- 恢復(fù)速度快:因?yàn)?RDB 文件是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)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?yàn)閿?shù)據(jù)會(huì)在指定時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)寫(xiě)入磁盤(pán),即使 Redis 進(jìn)程崩潰或者服務(wù)器斷電,也可以通過(guò)加載最近的一次快照文件恢復(fù)數(shù)據(jù)。
缺點(diǎn):
- 數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失:RDB 持久化方式只能保證數(shù)據(jù)在指定時(shí)間間隔內(nèi)寫(xiě)入磁盤(pán),因此如果 Redis 進(jìn)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(shí)間點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。
- 實(shí)時(shí)性差:因?yàn)?RDB 持久化是定期執(zhí)行的,因此從最后一次快照保存到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。如果需要更高的實(shí)時(shí)性,可以使用 AOF 持久化方式。
所以,RDB 持久化方式適合用于對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求較高,但對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)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(gè)非查詢操作命令都追加記錄到文件(appendonly.aof)中的持久化機(jī)制。
AOF 持久化機(jī)制有以下優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):
- 數(shù)據(jù)不容易丟失:AOF 持久化方式會(huì)將 Redis 執(zhí)行的每一個(gè)寫(xiě)命令記錄到一個(gè)文件中,因此即使 Redis 進(jìn)程崩潰或者服務(wù)器斷電,也可以通過(guò)重放 AOF 文件中的命令來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。
- 實(shí)時(shí)性好:由于 AOF 持久化方式是將每一個(gè)寫(xiě)命令記錄到文件中,因此它的實(shí)時(shí)性比 RDB 持久化方式更好。
- 數(shù)據(jù)可讀性強(qiáng):AOF 持久化文件是一個(gè)純文本文件,可以被人類(lèi)讀取和理解,因此可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作。
缺點(diǎn):
- 寫(xiě)入性能略低:由于 AOF 持久化方式需要將每一個(gè)寫(xiě)命令記錄到文件中,因此相對(duì)于 RDB 持久化方式,它的寫(xiě)入性能略低。
- 占用磁盤(pán)空間大:由于 AOF 持久化方式需要記錄每一個(gè)寫(xiě)命令,因此相對(duì)于 RDB 持久化方式,它占用的磁盤(pán)空間更大。
- AOF 文件可能會(huì)出現(xiàn)損壞:由于 AOF 文件是不斷地追加寫(xiě)入的,因此如果文件損壞,可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)。
所以,AOF 持久化方式適合用于對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較高,但對(duì)數(shù)據(jù)大小和寫(xiě)入性能要求相對(duì)較低的場(chǎng)景,如需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)備份的應(yīng)用場(chǎng)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(lái)使用,以充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì),同時(shí)避免它們的缺點(diǎn)。
它的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn):混合持久化結(jié)合了 RDB 和 AOF 持久化的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)頭為 RDB 的格式,使得 Redis 可以更快的啟動(dòng),同時(shí)結(jié)合 AOF 的優(yōu)點(diǎn),有減低了大量數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
缺點(diǎn):
- 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高:混合持久化需要同時(shí)維護(hù) RDB 文件和 AOF 文件,因此實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度相對(duì)于單獨(dú)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(kāi)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(dòng)速度和減低數(shù)據(jù)丟失的場(chǎng)景。但需要注意的是,混合持久化的實(shí)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(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(tái)服務(wù)器變成了多臺(tái)服務(wù)器,這樣即使有一臺(tái)服務(wù)器出問(wèn)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(yùn)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(jī)運(yùn)行中最基礎(chǔ)的一個(gè)。我們把主要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)叫做主節(jié)點(diǎn) (master),把其他通過(guò)復(fù)制主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的副本節(jié)點(diǎn)叫做從節(jié)點(diǎn) (slave),如下圖所示:
在 Redis 中一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以擁有多個(gè)從節(jié)點(diǎn),一個(gè)從節(jié)點(diǎn)也可以是其他服務(wù)器的主節(jié)點(diǎn),如下圖所示:
2.2 哨兵模式
主從同步存在一個(gè)致命的問(wèn)題,當(dāng)主節(jié)點(diǎn)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(gè)自動(dòng)的工具——Redis Sentinel (哨兵模式) 來(lái)把手動(dòng)的過(guò)程變成自動(dòng)的,讓 Redis 擁有自動(dòng)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(lái)降低系統(tǒng)對(duì)單主節(jié)點(diǎn)的依賴(lài),并且可以大大的提高 Redis 服務(wù)的讀寫(xiě)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(gè)主節(jié)點(diǎn),而 Redis Cluster 可以擁有無(wú)數(shù)個(gè)主從節(jié)點(diǎn),因此 Redis Cluster 擁有更強(qiáng)大的平行擴(kuò)展能力,也就是說(shuō)當(dāng) Redis Cluster 擁有兩個(gè)主從節(jié)點(diǎn)時(shí),從理論上來(lái)講 Redis 的性能相比于主從來(lái)說(shuō)性能提升了兩倍,并且 Redis Cluster 也有自動(dòng)容災(zāi)恢復(fù)的機(jī)制。
小結(jié)
Redis 保證數(shù)據(jù)不丟失的主要手段有兩個(gè):持久化和集群運(yùn)行。其中持久化有三種實(shí)現(xiàn):RDB、AOF、混合持久化;而集群(運(yùn)行)也包含了三種實(shí)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(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Redis保證數(shù)據(jù)不丟失的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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