Redis有哪些慢操作？

从业务服务器到Redis服务器这条调用链路中变慢的原因可能有2个

但是大多数情况下都是Redis服务的问题。但是应该如何衡量Redis变慢了呢？命令执行时间大于1s，大于2s？这其实并没有一个固定的标准。

例如在一个配置较高的服务器中，0.5毫秒就认为Redis变慢了，在一个配置较低的服务器中，3毫秒才认为Redis变慢了。所以我们要针对自己的机器做基准测试，看平常情况下Redis处理命令的时间是多长？

我们可以使用如下命令来监测和统计测试期间的最大延迟（以微秒为单位）

比如执行如下命令

参数中的60是测试执行的秒数，可以看到最大延迟为3725微秒（3毫秒左右），如果命令的执行远超3毫秒，此时Redis就有可能很慢了！

那么Redis有哪些慢操作呢？

Redis的各种命令是在一个线程中依次执行的，如果一个命令在Redis中执行的时间过长，就会影响整体的性能，因为后面的请求要等到前面的请求被处理完才能被处理，这些耗时的操作有如下几个部分

Redis可以通过日志记录那些耗时长的命令，使用如下配置即可

执行如下命令，就可以查询到最近记录的慢日志

之前的文章我们已经介绍了Redis的底层数据结构，它们的时间复杂度如下表所示

名称 时间复杂度 dict（字典） O(1)ziplist （压缩列表） O(n) zskiplist （跳表） O(logN)quicklist（快速列表） O(n) intset（整数集合） O(n)

「单元素操作」 ：对集合中的元素进行增删改查操作和底层数据结构相关，如对字典进行增删改查时间复杂度为O(1)，对跳表进行增删查时间复杂为O(logN)

「范围操作」 ：对集合进行遍历操作，比如Hash类型的HGETALL，Set类型的SMEMBERS，List类型的LRANGE，ZSet类型的ZRANGE，时间复杂度为O(n)，避免使用，用SCAN系列命令代替。（hash用hscan，set用sscan，zset用zscan）

「聚合操作」 ：这类操作的时间复杂度通常大于O(n)，比如SORT、SUNION、ZUNIONSTORE

「统计操作」 ：当想获取集合中的元素个数时，如LLEN或者SCARD，时间复杂度为O(1)，因为它们的底层数据结构如quicklist，dict，intset保存了元素的个数

「边界操作」 ：list底层是用quicklist实现的，quicklist保存了链表的头尾节点，因此对链表的头尾节点进行操作，时间复杂度为O(1)，如LPOP、RPOP、LPUSH、RPUSH

「当想获取Redis中的key时，避免使用keys *」 ，Redis中保存的键值对是保存在一个字典中的（和Java中的HashMap类似，也是通过数组+链表的方式实现的），key的类型都是string，value的类型可以是string，set，list等

例如当我们执行如下命令后，redis的字典结构如下

我们可以用keys命令来查询Redis中特定的key，如下所示

keys命令的复杂度是O(n)，它会遍历这个dict中的所有key，如果Redis中存的key非常多，所有读写Redis的指令都会被延迟等待，所以千万不用在生产环境用这个命令（如果你已经准备离职的话，祝你玩的开心）。

「既然不让你用keys，肯定有替代品，那就是scan」

scan是通过游标逐步遍历的，因此不会长时间阻塞Redis

「用用zscan遍历zset，hscan遍历hash，sscan遍历set的原理和scan命令类似，因为hash，set，zset的底层实现的数据结构中都有dict。」

「如果一个key对应的value非常大，那么这个key就被称为bigkey。写入bigkey在分配内存时需要消耗更长的时间。同样，删除bigkey释放内存也需要消耗更长的时间」

如果在慢日志中发现了SET/DEL这种复杂度不高的命令，此时你就应该排查一下是否是由于写入bigkey导致的。

「如何定位bigkey?」

Redis提供了扫描bigkey的命令

可以看到命令的输入有如下3个部分

这个命令的原理就是redis在内部执行了scan命令，遍历实例中所有的key，然后正对key的类型，分别执行strlen，llen，hlen，scard，zcard命令，来获取string类型的长度，容器类型（list，hash，set，zset）的元素个数

使用这个命令需要注意如下两个问题

「如何解决bigkey带来的性能问题？」

我们可以给Redis中的key设置过期时间，那么当key过期了，它在什么时候会被删除呢？

「如果让我们写Redis过期策略，我们会想到如下三种方案」

定时删除策略对CPU不友好，当过期键比较多的时候，Redis线程用来删除过期键，会影响正常请求的响应

惰性删除读CPU是比较有好的，但是会浪费大量的内存。如果一个key设置过期时间放到内存中，但是没有被访问到，那么它会一直存在内存中

定期删除策略则对CPU和内存都比较友好

redis过期key的删除策略选择了如下两种

「惰性删除」 客户端在访问key的时候，对key的过期时间进行校验，如果过期了就立即删除

「定期删除」 Redis会将设置了过期时间的key放在一个独立的字典中，定时遍历这个字典来删除过期的key，遍历策略如下

「因为Redis中过期的key是由主线程删除的，为了不阻塞用户的请求，所以删除过期key的时候是少量多次」 。源码可以参考expire.c中的activeExpireCycle方法

为了避免主线程一直在删除key，我们可以采用如下两种方案

Redis是一个内存数据库，当Redis使用的内存超过物理内存的限制后，内存数据会和磁盘产生频繁的交换，交换会导致Redis性能急剧下降。所以在生产环境中我们通过配置参数maxmemoey来限制使用的内存大小。

当实际使用的内存超过maxmemoey后，Redis提供了如下几种可选策略。

「Redis的淘汰策略也是在主线程中执行的。但内存超过Redis上限后，每次写入都需要淘汰一些key，导致请求时间变长」

可以通过如下几个方式进行改善

Redis的持久化机制有RDB快照和AOF日志，每次写命令之后后，Redis提供了如下三种刷盘机制

「当aof的刷盘机制为always，redis每处理一次写命令，都会把写命令刷到磁盘中才返回，整个过程是在Redis主线程中进行的，势必会拖慢redis的性能」

当aof的刷盘机制为everysec，redis写完内存后就返回，刷盘操作是放到后台线程中去执行的，后台线程每隔1秒把内存中的数据刷到磁盘中

当aof的刷盘机制为no，宕机后可能会造成部分数据丢失，一般不采用。

「一般情况下，aof刷盘机制配置为everysec即可」

在持久化一节中，我们已经提到 「Redis生成rdb文件和aof日志重写，都是通过主线程fork子进程的方式，让子进程来执行的，主线程的内存越大，阻塞时间越长。」

可以通过如下方式优化

当机器的内存不够时，操作系统会将部分内存的数据置换到磁盘上，这块磁盘区域就是Swap分区，当应用程序再次访问这些数据的时候，就需要从磁盘上读取，导致性能严重下降

「当Redis性能急剧下降时就有可能是数据被换到Swap分区，我们该如何排查Redis数据是否被换到Swap分区呢？」

每一行Size表示Redis所用的一块内存大小，Size下面的Swap表示这块大小的内存，有多少已经被换到磁盘上了，如果这2个值相等，说明这块内存的数据都已经被换到磁盘上了

我们可以通过如下方式来解决

最后我们总结一下Redis的慢操作

Redis支持RDB和AOF两种持久化机制，持久化功能有效地避免因进程退出造成的数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。理解掌握持久化机制对于Redis运维非常重要。本章内容如下：

·首先介绍RDB、AOF的配置和运行流程，以及控制持久化的相关命令，如bgsave和bgrewriteaof。

·其次对常见持久化问题进行分析定位和优化。

·最后结合Redis常见 的单机多实例部署场景进行优化。

5.1　RDB

RDB持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程，触发RDB持久化过程分为手动触发和自动触发。

5.1.1　触发机制

手动触发分别对应save和bgsave命令：

·save命令：阻塞当前Redis服务器，直到RDB过程完成为止，对于内存比较大的实例会造成长时间阻塞，线上环境不建议使用。运行save命令对应

的Redis日志如下：

* DB saved on disk

·bgsave命令：Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。运行bgsave命令对应的Redis日志如下：

* Background saving started by pid 3151

* DB saved on disk

* RDB: 0 MB of memory used by copy-on-write

* Background saving terminated with success

显然bgsave命令是针对save阻塞问题做的优化。因此Redis内部所有的涉及RDB的操作都采用bgsave的方式，而save命令已经废弃。

除了执行命令手动触发之外，Redis内部还存在自动触发RDB的持久化机制，例如以下场景：

1）使用save相关配置，如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave。

2）如果从节点执行全量复制操作，主节点自动执行bgsave生成RDB文件并发送给从节点，更多细节见6.3节介绍的复制原理。

3）执行debug reload命令重新加载Redis时，也会自动触发save操作。

4）默认情况下执行shutdown命令时，如果没有开启AOF持久化功能则自动执行bgsave。

5.1.2　流程说明

bgsave是主流的触发RDB持久化方式，下面根据图5-1了解它的运作流程。

1）执行bgsave命令，Redis父进程判断当前是否存在正在执行的子进程，如RDB/AOF子进程，如果存在bgsave命令直接返回。

2）父进程执行fork操作创建子进程，fork操作过程中父进程会阻塞，通过info stats命令查看latest_fork_usec选项，可以获取最近一个fork操作的耗时，单位为微秒。

3）父进程fork完成后，bgsave命令返回“Background saving started”信息并不再阻塞父进程，可以继续响应其他命令。

4）子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换。执行lastsave命令可以获取最后一次生成RDB的时间，对应info统计的rdb_last_save_time选项。

5）进程发送信号给父进程表示完成，父进程更新统计信息，具体见info Persistence下的rdb_*相关选项。

5.1.3　RDB文件的处理

保存：RDB文件保存在dir配置指定的目录下，文件名通过dbfilename配置指定。可以通过执行config set dir{newDir}和config setdbfilename{newFileName}运行期动态执行，当下次运行时RDB文件会保存到新目录。

运维提示

当遇到坏盘或磁盘写满等情况时，可以通过config set dir{newDir}在线修改文件路径到可用的磁盘路径，之后执行bgsave进行磁盘切换，同样适用于AOF持久化文件。

压缩：Redis默认采用LZF算法对生成的RDB文件做压缩处理，压缩后的文件远远小于内存大小，默认开启，可以通过参数config set rdbcompression{yes|no}动态修改。

运维提示

虽然压缩RDB会消耗CPU，但可大幅降低文件的体积，方便保存到硬盘或通过网络发送给从节点，因此线上建议开启。

校验：如果Redis加载损坏的RDB文件时拒绝启动，并打印如下日志：

# Short read or OOM loading DB. Unrecoverable error, aborting now.

这时可以使用Redis提供的redis-check-dump工具检测RDB文件并获取对应的错误报告。

5.1.4　RDB的优缺点

RDB的优点：

·RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份，并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中（如hdfs），用于灾难恢复。

·Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。

RDB的缺点：

·RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本过高。

·RDB文件使用特定二进制格式保存，Redis版本演进过程中有多个格式的RDB版本，存在老版本Redis服务无法兼容新版RDB格式的问题。针对RDB不适合实时持久化的问题，Redis提供了AOF持久化方式来解决。

5.2　AOF

AOF（append only file）持久化：以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用是解决了数据持久化的实时性，目前已经是Redis持久化的主流方式。理解掌握好AOF持久化机制对我们兼顾数据安全性和性能非常有帮助。

5.2.1　使用AOF

开启AOF功能需要设置配置：appendonly yes，默认不开启。AOF文件名通过appendfilename配置设置，默认文件名是appendonly.aof。保存路径同RDB持久化方式一致，通过dir配置指定。AOF的工作流程操作：命令写入（append）、文件同步（sync）、文件重写（rewrite）、重启加载（load），如图5-2所示。

1）所有的写入命令会追加到aof_buf（缓冲区）中。

2）AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作。

3）随着AOF文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的。

4）当Redis服务器重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复。了解AOF工作流程之后，下面针对每个步骤做详细介绍。

5.2.2　命令写入

AOF命令写入的内容直接是文本协议格式。例如set hello world这条命令，在AOF缓冲区会追加如下文本：*3\r\n$3\r\nset\r\n$5\r\nhello\r\n$5\r\nworld\r\n

Redis协议格式具体说明见4.1客户端协议小节，这里不再赘述，下面介

绍关于AOF的两个疑惑：

1）AOF为什么直接采用文本协议格式？可能的理由如下：

·文本协议具有很好的兼容性。

·开启AOF后，所有写入命令都包含追加操作，直接采用协议格式，避免了二次处理开销。

·文本协议具有可读性，方便直接修改和处理。

2）AOF为什么把命令追加到aof_buf中？Redis使用单线程响应命令，如果每次写AOF文件命令都直接追加到硬盘，那么性能完全取决于当前硬盘负载。先写入缓冲区aof_buf中，还有另一个好处Redis可以提供多种缓冲区同步硬盘的策略，在性能和安全性方面做出平衡。

5.2.3　文件同步

Redis提供了多种AOF缓冲区同步文件策略，由参数appendfsync控制，不同值的含义如表5-1所示。

表5-1　AOF缓冲区同步文件策略

系统调用write和fsync说明：

·write操作会触发延迟写（delayed write）机制。Linux在内核提供页缓冲区用来提高硬盘IO性能。write操作在写入系统缓冲区后直接返回。同步硬盘操作依赖于系统调度机制，例如：缓冲区页空间写满或达到特定时间周期。同步文件之前，如果此时系统故障宕机，缓冲区内数据将丢失。

·fsync针对单个文件操作（比如AOF文件），做强制硬盘同步，fsync将阻塞直到写入硬盘完成后返回，保证了数据持久化。除了write、fsync，Linux还提供了sync、fdatasync操作，具体API说明参

见：http://linux.die.net/man/2/write，http://linux.die.net/man/2/fsync，http://linux.die.net/man/2/sync

·配置为always时，每次写入都要同步AOF文件，在一般的SATA硬盘上，Redis只能支持大约几百TPS写入，显然跟Redis高性能特性背道而驰，不建议配置。

·配置为no，由于操作系统每次同步AOF文件的周期不可控，而且会加大每次同步硬盘的数据量，虽然提升了性能，但数据安全性无法保证。

·配置为everysec，是建议的同步策略，也是默认配置，做到兼顾性能和数据安全性。理论上只有在系统突然宕机的情况下丢失1秒的数据。（严格来说最多丢失1秒数据是不准确的，5.3节会做具体介绍到。）

5.2.4　重写机制

随着命令不断写入AOF，文件会越来越大，为了解决这个问题，Redis引入AOF重写机制压缩文件体积。AOF文件重写是把Redis进程内的数据转化为写命令同步到新AOF文件的过程。

重写后的AOF文件为什么可以变小？有如下原因：

1）进程内已经超时的数据不再写入文件。

2）旧的AOF文件含有无效命令，如del key1、hdel key2、srem keys、set

a111、set a222等。重写使用进程内数据直接生成，这样新的AOF文件只保留最终数据的写入命令。

3）多条写命令可以合并为一个，如：lpush list a、lpush list b、lpush list c可以转化为：lpush list a b c。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等类型操作，以64个元素为界拆分为多条。

AOF重写降低了文件占用空间，除此之外，另一个目的是：更小的AOF文件可以更快地被Redis加载。AOF重写过程可以手动触发和自动触发：

·手动触发：直接调用bgrewriteaof命令。

·自动触发：根据auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数确定自动触发时机。

·auto-aof-rewrite-min-size：表示运行AOF重写时文件最小体积，默认为64MB。

·auto-aof-rewrite-percentage：代表当前AOF文件空间（aof_current_size）和上一次重写后AOF文件空间（aof_base_size）的比值。自动触发时机=aof_current_size>auto-aof-rewrite-min-size&&（aof_current_size-aof_base_size）/aof_base_size>=auto-aof-rewrite-percentage其中aof_current_size和aof_base_size可以在info Persistence统计信息中查看。当触发AOF重写时，内部做了哪些事呢？下面结合图5-3介绍它的运行流程。

图5-3　AOF重写运作流程

流程说明：

1）执行AOF重写请求。

如果当前进程正在执行AOF重写，请求不执行并返回如下响应：

ERR Background append only file rewriting already in progress

如果当前进程正在执行bgsave操作，重写命令延迟到bgsave完成之后再执行，返回如下响应：

Background append only file rewriting scheduled

2）父进程执行fork创建子进程，开销等同于bgsave过程。

3.1）主进程fork操作完成后，继续响应其他命令。所有修改命令依然写入AOF缓冲区并根据appendfsync策略同步到硬盘，保证原有AOF机制正确性。

3.2）由于fork操作运用写时复制技术，子进程只能共享fork操作时的内存数据。由于父进程依然响应命令，Redis使用“AOF重写缓冲区”保存这部分新数据，防止新AOF文件生成期间丢失这部分数据。

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。每次批量写入硬盘数据量由配置aof-rewrite-incremental-fsync控制，默认为32MB，防止单次刷盘数据过多造成硬盘阻塞。

5.1）新AOF文件写入完成后，子进程发送信号给父进程，父进程更新统计信息，具体见info persistence下的aof_*相关统计。

5.2）父进程把AOF重写缓冲区的数据写入到新的AOF文件。

5.3）使用新AOF文件替换老文件，完成AOF重写。

5.2.5　重启加载

AOF和RDB文件都可以用于服务器重启时的数据恢复。如图5-4所示，表示Redis持久化文件加载流程。

流程说明：

1）AOF持久化开启且存在AOF文件时，优先加载AOF文件，打印如下日志：

* DB loaded from append only file: 5.841 seconds

2）AOF关闭或者AOF文件不存在时，加载RDB文件，打印如下日志：

* DB loaded from disk: 5.586 seconds

3）加载AOF/RDB文件成功后，Redis启动成功。

4）AOF/RDB文件存在错误时，Redis启动失败并打印错误信息。

5.2.6　文件校验

加载损坏的AOF文件时会拒绝启动，并打印如下日志：

# Bad file format reading the append only file: make a backup of your AOF file,

then use ./redis-check-aof --fix <filename>

运维提示

对于错误格式的AOF文件，先进行备份，然后采用redis-check-aof--fix命令进行修复，修复后使用diff-u对比数据的差异，找出丢失的数据，有些可以人工修改补全。

AOF文件可能存在结尾不完整的情况，比如机器突然掉电导致AOF尾部文件命令写入不全。Redis为我们提供了aof-load-truncated配置来兼容这种情况，默认开启。加载AOF时，当遇到此问题时会忽略并继续启动，同时打印

如下警告日志：

# !!! Warning: short read while loading the AOF file !!!

# !!! Truncating the AOF at offset 397856725 !!!

# AOF loaded anyway because aof-load-truncated is enabled

5.3　问题定位与优化

Redis持久化功能一直是影响Redis性能的高发地，本节我们结合常见的持久化问题进行分析定位和优化。

5.3.1　fork操作

当Redis做RDB或AOF重写时，一个必不可少的操作就是执行fork操作创建子进程，对于大多数操作系统来说fork是个重量级错误。虽然fork创建的子进程不需要拷贝父进程的物理内存空间，但是会复制父进程的空间内存页表。例如对于10GB的Redis进程，需要复制大约20MB的内存页表，因此fork操作耗时跟进程总内存量息息相关，如果使用虚拟化技术，特别是Xen虚拟机，fork操作会更耗时。

fork耗时问题定位：对于高流量的Redis实例OPS可达5万以上，如果fork操作耗时在秒级别将拖Redis几万条命令执行，对线上应用延迟影响非常明显。正常情况下fork耗时应该是每GB消耗20毫秒左右。可以在info stats统计中查latest_fork_usec指标获取最近一次fork操作耗时，单位微秒。

如何改善fork操作的耗时：

1）优先使用物理机或者高效支持fork操作的虚拟化技术，避免使用Xen。

2）控制Redis实例最大可用内存，fork耗时跟内存量成正比，线上建议每个Redis实例内存控制在10GB以内。

3）合理配置Linux内存分配策略，避免物理内存不足导致fork失败，具体细节见12.1节“Linux配置优化”。

4）降低fork操作的频率，如适度放宽AOF自动触发时机，避免不必要的全量复制等。

5.3.2　子进程开销监控和优化

子进程负责AOF或者RDB文件的重写，它的运行过程主要涉及CPU、内存、硬盘三部分的消耗。

1.CPU

·CPU开销分析。子进程负责把进程内的数据分批写入文件，这个过程属于CPU密集操作，通常子进程对单核CPU利用率接近90%.

·CPU消耗优化。Redis是CPU密集型服务，不要做绑定单核CPU操作。由于子进程非常消耗CPU，会和父进程产生单核资源竞争。不要和其他CPU密集型服务部署在一起，造成CPU过度竞争。如果部署多个Redis实例，尽量保证同一时刻只有一个子进程执行重写工作，具体细节见5.4节多实例部署”。

2.内存

·内存消耗分析。子进程通过fork操作产生，占用内存大小等同于父进程，理论上需要两倍的内存来完成持久化操作，但Linux有写时复制机制（copy-on-write）。父子进程会共享相同的物理内存页，当父进程处理写请求时会把要修改的页创建副本，而子进程在fork操作过程中共享整个父进程内存快照。

·内存消耗监控。RDB重写时，Redis日志输出容如下：

* Background saving started by pid 7692

* DB saved on disk

* RDB: 5 MB of memory used by copy-on-write

* Background saving terminated with success

如果重写过程中存在内存修改操作，父进程负责创建所修改内存页的副本，从日志中可以看出这部分内存消耗了5MB，可以等价认为RDB重写消耗了5MB的内存。

AOF重写时，Redis日志输出容如下：

* Background append only file rewriting started by pid 8937

* AOF rewrite child asks to stop sending diffs.

* Parent agreed to stop sending diffs. Finalizing AOF...

* Concatenating 0.00 MB of AOF diff received from parent.

* SYNC append only file rewrite performed

* AOF rewrite: 53 MB of memory used by copy-on-write

* Background AOF rewrite terminated with success

* Residual parent diff successfully flushed to the rewritten AOF (1.49 MB)

* Background AOF rewrite finished successfully

父进程维护页副本消耗同RDB重写过程类似，不同之处在于AOF重写需要AOF重写缓冲区，因此根据以上日志可以预估内存消耗为：53MB+1.49MB，也就是AOF重写时子进程消耗的内存量。

运维提示

编写shell脚本根据Redis日志可快速定位子进程重写期间内存过度消耗情况。

内存消耗优化：

1）同CPU优化一样，如果部署多个Redis实例，尽量保证同一时刻只有一个子进程在工作。

2）避免在大量写入时做子进程重写操作，这样将导致父进程维护大量页副本，造成内存消耗。Linux kernel在2.6.38内核增加了Transparent Huge Pages（THP），支持huge page（2MB）的页分配，默认开启。当开启时可以降低fork创建子进程的速度，但执行fork之后，如果开启THP，复制页单位从原来4KB变为2MB，会大幅增加重写期间父进程内存消耗。建议设置“sudo echo never>/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled”关闭THP。更多THP细节和配置见12.1Linux配置优化”。

3.硬盘

·硬盘开销分析。子进程主要职责是把AOF或者RDB文件写入硬盘持久化。势必造成硬盘写入压力。根据Redis重写AOF/RDB的数据量，结合系统工具如sar、iostat、iotop等，可分析出重写期间硬盘负载情况。·硬盘开销优化。优化方法如下：

a）不要和其他高硬盘负载的服务部署在一起。如：存储服务、消息队列服务等。

b）AOF重写时会消耗大量硬盘IO，可以开启配置no-appendfsync-on-rewrite，默认关闭。表示在AOF重写期间不做fsync操作。

c）当开启AOF功能的Redis用于高流量写入场景时，如果使用普通机械磁盘，写入吞吐一般在100MB/s左右，这时Redis实例的瓶颈主要在AOF同步硬盘上。

d）对于单机配置多个Redis实例的情况，可以配置不同实例分盘存储AOF文件，分摊硬盘写入压力。运维提示

配置no-appendfsync-on-rewrite=yes时，在极端情况下可能丢失整个AOF重写期间的数据，需要根据数据安全性决定是否配置。

5.3.3　AOF追加阻塞

当开启AOF持久化时，常用的同步硬盘的策略是everysec，用于平衡性能和数据安全性。对于这种方式，Redis使用另一条线程每秒执行fsync同步硬盘。当系统硬盘资源繁忙时，会造成Redis主线程阻塞，如图5-5所示。

阻塞流程分析：

1）主线程负责写入AOF缓冲区。

2）AOF线程负责每秒执行一次同步磁盘操作，并记录最近一次同步时间。

3）主线程负责对比上次AOF同步时间：

·如果距上次同步成功时间在2秒内，主线程直接返回。

·如果距上次同步成功时间超过2秒，主线程将会阻塞，直到同步操作完成。

通过对AOF阻塞流程可以发现两个问题：

1）everysec配置最多可能丢失2秒数据，不是1秒。

2）如果系统fsync缓慢，将会导致Redis主线程阻塞影响效率。

AOF阻塞问题定位：

1）发生AOF阻塞时，Redis输出如下日志，用于记录AOF fsync阻塞导致拖慢Redis服务的行为：

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

2）每当发生AOF追加阻塞事件发生时，在info Persistence统计中，aof_delayed_fsync指标会累加，查看这个指标方便定位AOF阻塞问题。

3）AOF同步最多允许2秒的延迟，当延迟发生时说明硬盘存在高负载问题，可以通过监控工具如iotop，定位消耗硬盘IO资源的进程。优化AOF追加阻塞问题主要是优化系统硬盘负载，优化方式见上一节。

5.4　多实例部署

Redis单线程架构导致无法充分利用CPU多核特性，通常的做法是在一台机器上部署多个Redis实例。当多个实例开启AOF重写后，彼此之间会产生对CPU和IO的竞争。本节主要介绍针对这种场景的分析和优化。上一节介绍了持久化相关的子进程开销。对于单机多Redis部署，如果同一时刻运行多个子进程，对当前系统影响将非常明显，因此需要采用一种措施，把子进程工作进行隔离。Redis在info Persistence中为我们提供了监控子进程运行状况的度量指标，如表5-2所示。

我们基于以上指标，可以通过外部程序轮询控制AOF重写操作的执行，整个过程如图5-6所示。

流程说明：

1）外部程序定时轮询监控机器（machine）上所有Redis实例。

2）对于开启AOF的实例，查看（aof_current_size-aof_base_size）/aof_base_size确认增长率。

3）当增长率超过特定阈值（如100%），执行bgrewriteaof命令手动触发当前实例的AOF重写。

4）运行期间循环检查aof_rewrite_in_progress和aof_current_rewrite_time_sec指标，直到AOF重写结束。

5）确认实例AOF重写完成后，再检查其他实例并重复2）~4）步操作。从而保证机器内每个Redis实例AOF重写串行化执行。

5.5　本章重点回顾

1）Redis提供了两种持久化方式：RDB和AOF。

2）RDB使用一次性生成内存快照的方式，产生的文件紧凑压缩比更高，因此读取RDB恢复速度更快。由于每次生成RDB开销较大，无法做到实时持久化，一般用于数据冷备和复制传输。

3）save命令会阻塞主线程不建议使用，bgsave命令通过fork操作创建子进程生成RDB避免阻塞。

4）AOF通过追加写命令到文件实现持久化，通过appendfsync参数可以控制实时/秒级持久化。因为需要不断追加写命令，所以AOF文件体积逐渐变大，需要定期执行重写操作来降低文件体积。

5）AOF重写可以通过auto-aof-rewrite-min-size和auto-aof-rewrite-percentage参数控制自动触发，也可以使用bgrewriteaof命令手动触发。

6）子进程执行期间使用copy-on-write机制与父进程共享内存，避免内存消耗翻倍。AOF重写期间还需要维护重写缓冲区，保存新的写入命令避免数据丢失。

7）持久化阻塞主线程场景有：fork阻塞和AOF追加阻塞。fork阻塞时间跟内存量和系统有关，AOF追加阻塞说明硬盘资源紧张。

8）单机下部署多个实例时，为了防止出现多个子进程执行重写操作，建议做隔离控制，避免CPU和IO资源竞争。

RDB：Redis DataBase ， 记录快照

        RDB是redis 默认的持久化方案. RDB 是当满足一定条件时, 就会将redis内存中的数据写入磁盘,并生成一个快照文件dump.rdb 文件.Redis 重启会通过加载dump.rdb文件恢复数据.

        一定条件分为以下几种情况: 1.自动触发  2. 手动触发 . 下面分开说明下:

a).redis.conf 中 SNAPSHOTTING 其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率.

        如果不需要rdb 方案, 注释save 或者配置成空字符串" ".

        save 900 1 #900秒内至少有一个key被修改(包括添加)

        save 300 10 #400秒内至少10个key被修改

        save 10000 #60秒内至少有10000个key 被修改.

        这三条配置不冲突, 只要满足一条就触发.

        rdb 文件位置和目录 (默认在安装根目录下) 

        #文件路径

        dir ./

        #文件名称

        dbfilename dump.rdb

        #是否以LZY压缩rdb 文件

        rdbcompression yes 

        #开启数据校验

        rdbchecksum yes

b) shutdown触发 ,保证服务器正常关闭.

c) flushall , rdb文件是空的, 会生成一个空的文件,所以这种情况也没有什么意义.但需要知道,这种情况下

会触发生成rdb文件.

Redis 提供了两条命令: save 和 bgsave

a). save 命令

        save 在生成快照的时候会阻塞当前Redis 服务器,Redis不能处理其他命令.如果内存数据较多,会造成

b).bgsave 命令

        执行bgsave命令时,   Redis会在后台进行异步快照操作,快照同时还可以响应客户端请求.

具体操作

        具体操作:Redis进程会执行fork操作创建子进程(copy-on-write),RDB 持久化过程由子进程负载,完成后自动结束.它不会记录fork之后产生的记录.阻塞只发送在fork阶段,一般时间较短.

一.优势

    1.RDB是一个非常紧凑的文件,它保存了Redis在某个时间点上的数据集.这种文件非常适合进行备份和

灾难恢复.

    2.生成RDB文件的时候,redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存的工作,主进程不需要进行任何

IO操作.

    3.RDB在恢复大数据集时的速度比AOF的恢复速度要快

二.劣势

    1).RDB 没办法做到实时持久化/妙级持久化.因为bgsave每次运行都要执行fork创建子进程,频繁执行成本过高.    

    2).在一定间隔时间做一次备份,所以如果Redis 以为down掉的话,就会丢失最后一次快照之后所有修改

(数据有丢失)

AOF：<Append Only File>， 记录日志

Redis 默认不开启.AOF采用日志的形式来记录每个写操作,并追加到文件中.开启后,执行更改Redis    命令时,就会把命令写入到AOF文件中.

Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前往后执行一次以完成数据的恢复工作.

#开关

appendonly no

#文件名

appendfilename "appendonly.aof"

        由于操作系统缓存机制,AOF数据并没有真正地写入硬盘,而是进入了系统的硬盘缓存.什么时候

把缓冲区的内容写入到AOF文件中? 由下面参数决定

appendfsync :  值: no  \ always \everysec 

        no: 表示不执行fync, 由操作系统保证数据同步到磁盘,速度最快,但是不安全.

        always:表示每次写入都执行fync,以保证数据同步到磁盘,效率很低

        everysec:表示每秒执行以fync ,可能会导致丢失1s数据.通常选择everysec,兼顾效率和安全性.

    因为AOF文件只有一个, 随着redis 不断进行,AOF 的文件会越来越大,文件越大, 文件占用服务器内存

以及AOF恢复要求时间越长.

    为了解决这个问题,可以使用bgwriteaof来重写.那什么时候重写? 又是怎样重写?

    一. 什么时候重写?

    #重写触发机制

    auto-aof-rewrite-percentage 100 默认值是100. 当前aof 文件大小超过 上一次重写的aof文件大小百分之多少进行重写,即当aof文件增长到一定大小时,Redis能够调用bgwriteaof对日志文件进行重写.当前aof文件大小是上次日志重写得到aof文件大小的二倍时, 自动启动新的日志重写过程.

    auto-aof-rewrite-min-size 默认是64M.设置允许重写的最小aof文件大小,避免达到了约定百分比 但尺寸

仍然很小的情况还要重写.

   二. 怎样重写?

    并不是对原文件进行重新整理,而是直接读取服务器上现有的键值对,然后用一条命令去代替之间记录这

个键值对的多条命令,生成一个新的文件后去替换原来的 AOF文件.

    看下面这两个参数:

        no-appendfsync-on-rewrite

        aof-load-truncated

   AOF 数据恢复

        重启Redis之后就会进行AOF文件恢复.

   AOF 的优势和劣势

优点:

1.AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率,即使使用默认的同步频率每秒同步一次,Redis最多也就丢失

1秒的数据.

缺点:

1.对于具有相同数据的Redis, AOF文件通常比RDF文件体积更大(RDB存的是数据快照)

2.虽然AOF提供了多种同步的频率,默认的情况下,没秒同步一次的频率也具有较高的性能.在高并发的情况下,RDB比AOF具有更好的性能.

        如果可以忍一小段时间数据的丢失,毫无疑问使用RDB 是最好的,定时生成RDB快照非常便于进行数据备份,而且RDB恢复数据集的速度也要比AOF恢复速度要快.

        否则就要使用AOF重写.但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制,而是两种一起用.

本文内容来自咕泡学院-青山老师,感谢青山老师!!

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