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如何保证Redis的高并发

2024-04-02 19:55

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小编给大家分享一下如何保证Redis的高并发,希望大家阅读完这篇文章后大所收获,下面让我们一起去探讨吧!

如何保证Redis的高并发

  单机的redis几乎不太可能说QPS超过10万+,一般在几万。

  除非一些特殊情况,比如你的机器性能特别好,配置特别高,物理机,维护做的特别好,而且你的整体的操作不是太复杂。

如何保证Redis的高并发

  Redis通过主从架构,实现读写分离,主节点负责写,并将数据同步给其他从节点,从节点负责读,从而实现高并发。

  Redis高并发的同时,还需要容纳大量的数据:一主多从,每个实例都容纳了完整的数据,比如redis主就10G的内存量,其实你就最对只能容纳10g的数据量。如果你的缓存要容纳的数据量很大,达到了几十g,甚至几百g,或者是几t,那你就需要redis集群,而且用redis集群之后,可以提供可能每秒几十万的读写并发。

replication的核心机制

  redis采用异步方式复制数据到slave节点,不过redis 2.8开始,slave node会周期性地确认自己每次复制的数据量
  一个master node是可以配置多个slave node的
  slave node也可以连接其他的slave node
  slave node做复制的时候,是不会block master node的正常工作的
  slave node在做复制的时候,也不会block对自己的查询操作,它会用旧的数据集来提供服务; 但是复制完成的时候,需要删除旧数据集,加载新数据集,这个时候就会暂停对外服务了
  slave node主要用来进行横向扩容,做读写分离,扩容的slave node可以提高读的吞吐量

master持久化对于主从架构的安全保障的意义

  如果采用了主从架构,那么建议必须开启master node的持久化!

  不建议用slave node作为master node的数据热备,因为那样的话,如果你关掉master的持久化,可能在master宕机重启的时候数据是空的,然后可能一经过复制,salve node数据也丢了

  第二个,master的各种备份方案,要不要做,万一说本地的所有文件丢失了; 从备份中挑选一份rdb去恢复master; 这样才能确保master启动的时候,是有数据的

如何保证Redis的高并发

master同步数据给slave的过程

  当启动一个slave node的时候,它会发送一个PSYNC命令给master node

  如果这是slave node重新连接master node,那么master node仅仅会复制给slave部分缺少的数据; 否则如果是slave node第一次连接master node,那么会触发一次full resynchronization

  开始full resynchronization的时候,master会启动一个后台线程,开始生成一份RDB快照文件,同时还会将从客户端收到的所有写命令缓存在内存中。

  RDB文件生成完毕之后,master会将这个RDB发送给slave,slave会先写入本地磁盘,然后再从本地磁盘加载到内存中。然后master会将内存中缓存的写命令发送给slave,slave也会同步这些数据。

  slave node如果跟master node有网络故障,断开了连接,会自动重连。master如果发现有多个slave node都来重新连接,仅仅会启动一个rdb save操作,用一份数据服务所有slave node。

主从复制的断点续传

  从redis 2.8开始,就支持主从复制的断点续传,如果主从复制过程中,网络连接断掉了,那么可以接着上次复制的地方,继续复制下去,而不是从头开始复制一份

  master node会在内存中常见一个backlog,master和slave都会保存一个replica offset还有一个master id,offset就是保存在backlog中的。

  如果master和slave网络连接断掉了,slave会让master从上次的replica offset开始继续复制

  但是如果没有找到对应的offset,那么就会执行一次resynchronization

无磁盘化复制

  master在内存中直接创建rdb,然后发送给slave,不会在自己本地落地磁盘了

  repl-diskless-sync
  repl-diskless-sync-delay,等待一定时长再开始复制,因为要等更多slave重新连接过来

过期key处理

  slave不会过期key,只会等待master过期key。

  如果master过期了一个key,或者通过LRU淘汰了一个key,那么会模拟一条del命令发送给slave。

复制的完整流程

  slave node启动,仅仅保存master node的信息,包括master node的host和ip(redis.conf里面的slaveof配置的),但是复制流程没开始

  slave node内部有个定时任务,每秒检查是否有新的master node要连接和复制,如果发现,就跟master node建立socket网络连接
  slave node发送ping命令给master node
  口令认证,如果master设置了requirepass,那么salve node必须发送masterauth的口令过去进行认证
  master node第一次执行全量复制,将所有数据发给slave node
  master node后续持续将写命令,异步复制给slave node

数据同步相关的核心机制

指的就是第一次slave连接msater的时候,执行的全量复制,那个过程里面你的一些细节的机制

(1)master和slave都会维护一个offset

  master会在自身不断累加offset,slave也会在自身不断累加offset
  slave每秒都会上报自己的offset给master,同时master也会保存每个slave的offset

  这个倒不是说特定就用在全量复制的,主要是master和slave都要知道各自的数据的offset,才能知道互相之间的数据不一致的情况

(2)backlog

  master node有一个backlog,默认是1MB大小
  master node给slave node复制数据时,也会将数据在backlog中同步写一份
  backlog主要是用来做全量复制中断候的增量复制的

(3)master run id

  info server,可以看到master run id
  如果根据host+ip定位master node,是不靠谱的,如果master node重启或者数据出现了变化,那么slave node应该根据不同的run id区分,run id不同就做全量复制
  如果需要不更改run id重启redis,可以使用redis-cli debug reload命令

(4)psync

  从节点使用psync从master node进行复制,psync runid offset
  master node会根据自身的情况返回响应信息,可能是FULLRESYNC runid offset触发全量复制,可能是CONTINUE触发增量复制

全量复制

  master执行bgsave,在本地生成一份rdb快照文件
  master node将rdb快照文件发送给salve node,如果rdb复制时间超过60秒(repl-timeout),那么slave node就会认为复制失败,可以适当调节大这个参数
  对于千兆网卡的机器,一般每秒传输100MB,6G文件,很可能超过60s
  master node在生成rdb时,会将所有新的写命令缓存在内存中,在salve node保存了rdb之后,再将新的写命令复制给salve node
  client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60,如果在复制期间,内存缓冲区持续消耗超过64MB,或者一次性超过256MB,那么停止复制,复制失败
  slave node接收到rdb之后,清空自己的旧数据,然后重新加载rdb到自己的内存中,同时基于旧的数据版本对外提供服务
  如果slave node开启了AOF,那么会立即执行BGREWRITEAOF,重写AOF

增量复制

  如果全量复制过程中,master-slave网络连接断掉,那么salve重新连接master时,会触发增量复制
  master直接从自己的backlog中获取部分丢失的数据,发送给slave node,默认backlog就是1MB
  msater就是根据slave发送的psync中的offset来从backlog中获取数据的

heartbeat

  主从节点互相都会发送heartbeat信息

  master默认每隔10秒发送一次heartbeat,salve node每隔1秒发送一个heartbeat

异步复制

  master每次接收到写命令之后,现在内部写入数据,然后异步发送给slave node

看完了这篇文章,相信你对如何保证Redis的高并发有了一定的了解,想了解更多相关知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道,感谢各位的阅读!

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