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高併發情況下Redis 的可用性測試與分析及部署架構說明

1、讀取Redis的timeout異常
建立執行緒數在50以下時程式可以正常執行,當執行緒數設定為100以上時,某些執行緒執行出現異常:
java.net.SocketTimeoutException: Read timed out

造成這種異常可能有以下兩個原因:
原因一:在連線Redis的Jedis的預設構造方法中,超時一般被預設設定為2000毫秒,也就是2秒。當然這個時間,對於Redis這種從記憶體中讀取資料的資料庫來說應該是相當大了,但是為什麼還會超時?可能的原因是,當Redis的資料量很大時,可能在Redis server可能會出現超時。因為Redis在執行時,是單執行緒來處理所有的客戶端的連線的。當連線數非常多或者資料量很大時,也要遵循FIFO的排程策略,這就造成等待佇列過長,因此可能會出現超時的情況。

解決方法:嘗試在呼叫jedis的構造方法時,將超時時間設定的更大些。
Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 8371,100000);//將超時時間設定為100000毫秒


原因二:因為Redis是基於TCP連線的,大量資料反覆互動相當於遠端讀寫記憶體的操作,勢必會造成頻寬的使用緊張,在頻寬吃緊的情況下,Redis客戶端即Jedis拿不到連線或拿不到後續資料包。

解決方法:最直接的方法是增加頻寬,但針對這種問題,對併發互動資料的頻率進行調整,對資料量進行精減才是解決這一問題的最佳方案。

2、AOF模式相關問題與快照模式的優點
建立50個執行緒,執行1分鐘之後,每個執行緒大約迴圈了13800次,AOF日誌(appendonly.aof)的大小是25.5M。Redis重啟時會先載入appendonly.aof檔案,載入25M配置檔案大約耗時5秒。同時做了多次突然關閉Redis 的試驗,日誌記錄準確沒有出現丟失資料的情況。
AOF生成的命令日誌,只是操作過程的記錄檔案,它的主要作用是保證高可用性。因為在高併發的情況下,AOF日誌檔案appendonly.aof會迅速變得很大(當我將執行緒數調整為50,1分鐘appendonly.aof 的檔案大小已達到了25M)。

Redis AOF rewrite(重新生成一份AOF檔案)設定:
(1)Redis接收到客戶端傳送的BGREWRITEAOF指令請求,執行AOF rewrite;
(2)在Redis配置檔案redis.conf中,如果使用者設定了auto-aof-rewrite-percentage和auto-aof-rewrite-min-size引數,當AOF日誌檔案大小大於auto-aof-rewrite-min-size,同時AOF檔案大小的增長率大於auto-aof-rewrite-percentage時,會自動觸發AOF rewrite;

另外需要注意的是根據網上反饋AOF曾經出現過,因為個別命令導致 AOF 檔案在重新載入時,無法恢復原樣的問題。

快照模式的優點是:日誌的內容更加緊湊,可以在加密後儲存到其他資料中心或者亞馬遜 S3;快照可以最大化 Redis 的效能:父程序在儲存快照檔案時唯一要做的就是生成一個子程序,然後這個子程序就會處理接下來的所有儲存工作,父程序無須執行任何磁碟 I/O 操作;
快照在恢復大資料集時的速度比 AOF 的恢復速度要快。一個原因是快照檔案中每一條資料只有一條記錄,不會像AOF日誌那樣可能有一條資料的多次操作記錄。所以每條資料只需要寫一次就行了。另一個原因是快照檔案的儲存格式和Redis資料在記憶體中的編碼格式是一致的,不需要再進行資料編碼工作,所以在CPU消耗上要小於AOF日誌的載入。
四、部署架構說明
結合以上分析,建議採用如下的部署方式:Redis Master上不做持久化保證讀寫效能,Slave上同時開啟RDB(快照)和AOF,保證資料的安全性。當 Redis啟動時,程式會優先使用 AOF 檔案來恢復資料集,因為AOF檔案所儲存的資料通常是最完整的。

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