Redis 企业级数据备份方案

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: Redis 企业级数据备份方案

企业级的持久化的配置策略

在实际生产环境,RDB 和 AOF 一定都要打开,RDB 和 AOF 的配置需要根据业务的数据量决定


Redis RDB 持久化配置和数据恢复实验  

RDB 持久化配置

  • 自动方式

RDB 持久化在 redis.conf 文件中配置,目前配置文件存放在 /etc/redis/6379.conf,打开配置文件,添加 save 属性配置,定期生成 RDB 快照。

# 每隔15分钟,如果有超过1个key发生了变更,那么就生成一个新的dump.rdb文件
save 900 1
# 每隔5分钟,如果有超过300个key发生了变更,那么就生成一个新的dump.rdb文件
save 300 10
# 每隔1分钟,如果有超过10000个key发生了变更,那么就生成一个新的dump.rdb文件
save 60 10000

save 属性可以设置多个,就是设置多个 SNAPSHOTTING 检查点,每到一个检查点,就会去 check 一下,是否有指定的 key 数量发生了变更,如果有,就生成一个新的 dump.rdb 文件。

  • 手动方式

也可以在 redis-cli 命令中输入 save 或者 bgsave 命令,手动同步或异步生成 RDB 快照。

RDB 持久化机制的工作流程

  1. Redis 根据配置自己尝试去生成 RDB 快照文件;
  2. fork 一个子进程出来;
  3. 子进程尝试将数据 dump 到临时的 RDB 快照文件中;
  4. 完成 RDB 快照文件的生成之后,就替换之前的旧的快照文件;

基于 RDB 持久化机制的数据恢复实验

通过 redis-cli SHUTDOWN 这种方式去停掉 Redis,其实是一种安全退出的模式,Redis 在退出的时候会将内存中的数据立即生成一份完整的 RDB 快照,存放在 /var/redis/6379/dump.rdb。

需要使用 kill -9 *** 强制杀死进程的方式来模拟 Redis 异常退出。执行步骤如下:

  1. 先往 Redis 中插入几条数据;
  2. kill -9 强制杀死 Redis 进程,删除 /var/run/redis_6379.pid 文件,再重新启动 Redis;
  3. 通过 redis-cli 客户端查看刚刚插入的数据,发现最新的几条数据已经丢失;
  4. 配置 save 检查点,save 5 1(每隔5秒,如果有超过1个key发生了变更,那么就生成一个新的dump.rdb文件);
  5. 往 Redis 中插入几条数据,暂停5秒以上;
  6. kill -9 强制杀死 Redis 进程,删除 /var/run/redis_6379.pid 文件,再重新启动 Redis;
  7. 通过 redis-cli 客户端查看刚刚插入的数据,发现最新的几条数据还在,查看 dump 文件,发现已经更新为成最新的了;


Redis AOF 持久化配置和相关实验

AOF 持久化配置

AOF 持久化配置,默认是关闭的,默认打开的是 RDB 持久化配置。AOF 持久化在 redis.conf 文件中配置,目前配置文件存放在 /etc/redis/6379.conf。

打开配置文件,修改  appendonly 属性为 yes ,打开 AOF 持久化配置:

appendonly yes

AOF 有三种 fsync 策略:

# 每次写入一条数据就执行一次 fsync
# appendfsync always
# 每隔一秒执行一次 fsync
appendfsync everysec
# 不主动执行fsync
# appendfsync no
  • always:每次写入一条数据,立即将这个数据对应的写日志 fsync 到磁盘上去,性能非常差,吞吐量很低;
  • everysec:每秒将 os cache 中的数据 fsync 到磁盘,这个最常用的,生产环境一般都这么配置,性能很高,QPS还是可以上万的;
  • no:Redis 只负责将数据写入 os cache 就不管了,后面 os cache 根据自己的策略将数据刷入磁盘,不可控制;

基于 AOF 持久化机制的数据恢复实验

  1. 设置 appendonly 属性为 yes,打开 AOF 持久化,重启 Redis;
  2. 往 Redis 中写入几条数据,等待一秒;
  3. kill -9 强制杀死 Redis 进程,删除 /var/run/redis_6379.pid 文件,再重新启动 Redis;
  4. 通过 redis-cli 客户端查看刚刚插入的数据,发现最新的几条数据还在,查看 /var/redis/6379 文件夹,发现已经存在appendonly.aof 文件;

AOF rewrite 操作

Redis 中的内存中的数据是有一定限量的,内存到一定大小后,Redis 就会使用缓存淘汰算法(LRU)自动将一部分过期数据从内存中清除。AOF 是存放没有写命令的,所以文件会不断膨胀,当大到一定的时候,AOF 会做 rewrite 操作。

在 redis.conf 文件中,可以配置 rewrite 策略。

# 如果 AOF 日志文件增长的比例,超过了之前的100%,就可能会去触发一次 rewrite
auto-aof-rewrite-percentage 100
# 但是此时还要去跟min-size比较,大于64M才会去触发一次 rewrite
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

AOF rewrite 操作步骤:

  1. Redis fork 一个子进程;
  2. 子进程基于当前内存中的数据,构建日志,开始往一个新的临时的 AOF 文件中写入日志;
  3. Redis 主进程,接收到 client 新的写操作之后,在内存中写入日志,同时新的日志也继续写入旧的 AOF 文件;
  4. 子进程写完新的日志文件之后,Redis 主进程将内存中的新日志再次追加到新的 AOF 文件中;
  5. 用新的日志文件替换掉旧的日志文件;

AOF 破损文件的修复

如果 Redis 在 append 数据到 AOF 文件时,机器宕机了,可能会导致 AOF 文件破损,用 redis-check-aof --fix 命令来修复破损的 AOF 文件。

redis-check-aof --fix /usr/local/appendonly.aof

AOF 和 RDB 同时工作

  • 如果 RDB 在执行 snapshotting 操作,那么 Redis 不会执行 AOF rewrite; 如果 Redis 再执行 AOF rewrite,那么就不会执行 RDB snapshotting
  • 如果 RDB 在执行 snapshotting,此时用户执行 BGREWRITEAOF 命令,那么等 RDB 快照生成之后,才会去执行 AOF rewrite
  • 同时有 RDB snapshot 文件和 AOF 日志文件,那么 Redis 重启的时候,会优先使用 AOF 进行数据恢复,因为其中的日志更完整


企业级的数据备份方案

  • 写 crontab 定时调度脚本做数据备份
  • 每小时都 copy 一份 rdb 的备份,到一个目录中去,仅仅保留最近48小时的备份
  • 每天都保留一份当日的 rdb 的备份,到一个目录中去,仅仅保留最近1个月的备份
  • 每次 copy 备份的时候,都把太旧的备份给删了
  • 每天晚上将当前服务器上所有的数据备份,发送一份到远程的云服务上去

按小时备份

redis_rdb_copy_hourly.sh

#!/bin/sh 
cur_date=`date +%Y%m%d%k`
rm -rf /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
mkdir /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
cp /var/redis/6379/dump.rdb /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
del_date=`date -d -48hour +%Y%m%d%k`
rm -rf /usr/local/redis/snapshotting/$del_date

每小时 copy 一次备份,删除48小时前的数据。

crontab -e
0 * * * * sh /usr/local/redis/copy/redis_rdb_copy_hourly.sh

按天备份

redis_rdb_copy_daily.sh

#!/bin/sh 
cur_date=`date +%Y%m%d`
rm -rf /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
mkdir /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
cp /var/redis/6379/dump.rdb /usr/local/redis/snapshotting/$cur_date
del_date=`date -d -1month +%Y%m%d`
rm -rf /usr/local/redis/snapshotting/$del_date

每天 copy 一次备份,删除一个月前的数据。

crontab -e
0 * * * * sh /usr/local/redis/copy/redis_rdb_copy_hourly.sh
0 0 * * * sh /usr/local/redis/copy/redis_rdb_copy_daily.sh

数据恢复方案

  1. 如果是 Redis 进程挂掉,那么重启 Redis 进程即可,直接基于 AOF 日志文件恢复数据;
  2. 如果是 Redis 进程所在机器挂掉,那么重启机器后,尝试重启 Redis 进程,尝试直接基于 AOF 日志文件进行数据恢复;
  3. 如果 Redis 当前最新的 AOF 和 RDB 文件出现了丢失/损坏,那么可以尝试基于该机器上当前的某个最新的 RDB 数据副本进行数据恢复;

恢复步骤参考如下:

  • 停止 Redis
  • 在 Redis 配置文件中关闭 AOF 持久化配置
  • 拷贝云服务上最新的 RDB 备份数据到 /var/redis/6379 文件夹下
  • 重启 Redis,确认数据恢复
  • 直接在命令行热修改 Redis 配置,config set appendonly yes
  • 确认在 /var/redis/6379 文件夹下生成 AOF 持久化文件 appendonly.aof
  • 停止 Redis
  • 在 Redis 配置文件中打开 AOF 持久化配置
  • 重启 Redis,确认数据情况
  1. 如果当前机器上的所有RDB文件全部损坏,那么从远程的云服务上拉取最新的RDB快照回来恢复数据
  2. 如果是发现有重大的数据错误,比如某个小时上线的程序一下子将数据全部污染了,数据全错了,那么可以选择某个更早的时间点,对数据进行恢复

举个例子,12点上线了代码,发现代码有 bug,导致代码生成的所有的缓存数据全部错了,找到一份11点的 rdb 的冷备,然后按照上面的步骤,去恢复到11点的数据,就可以了。

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