文章目录
- 导读
- 为什么redis会开小差？
- 1.连接数过多
- 2.bigkey
- 3.慢命令操作
- 4.内存策略不合理
- 5.外部数据双写一致性
- 6.保护机制未开启
- 7. 数据集中过期
- 8. CPU饱和
- 9. 持久化阻塞
- 10. 网络问题
- 结论
导读
提起分布式缓存，想必大多数同学脑海中都会浮出redis这个名字来……但是，对于它，你真的玩转了吗？为什么你的redis会慢，会卡顿，会崩溃？现在带你一探究竟。
为什么redis会开小差？
本文主要简要介绍redis使用过程中可能遇到的一些意外情况，只讲原因，并不过多分析细节，对于细节问题，读者可自行查询相关资料。
1.连接数过多
- 限制了redis最大连接数(maxclients)，高并发场景下，达到该值，那么新的请求无法获取连接执行读写操作
- 没有限制，那么连接数在达到5000以上时(2g4c)，可能影响到性能，在更高请求或更低配置机器情况下，数据会更低
针对这种情况，建议开启限制最大连接数，同时预估客户端数量，控制好连接参数；同时需要确认请求操作后所使用的连接是否被释放的问题。
2.bigkey
如果一个key的value过大，则被称为大key。主要包括：
- 单个简单的key存储的value很大
- hash， set，zset，list 中存储过多的元素（以万为单位）
若单key过大，读写频繁，那么数据读写中的序列化、网络传输等本身就是瓶颈点。
3.慢命令操作
- 危险命令：keys。执行全量扫描，在数据量大的场景下，将引起整个redis阻塞
- O(N)命令：hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter、hkeys、hvals等，慎用。如需要使用，提前预估数据，一般认为应该控制在元素量控制在5K以内，如果的确过大，则需要根据实际机器配置评估验证。
- monitor命令：主要用于debug使用，生产环境长时间开启对性能有较大影响
4.内存策略不合理
在redis.conf中有一行配置，关于内存淘汰策略的说明
maxmemory-policy volatile-lru
当redis占用达到指定的maxmemory值时，会触发redis部分key的移除以释放内存。
- 如果选择不当的策略，可能会造成部分key被除后读不到引发意外。
- 如果选择策略noeviction，不会释放内存，但是对于写操作会提示错误。
- 如果读写并发高，可能出现频繁的内存释放，导致系统卡顿。
遇到报错或者获取key内容丢失，未必是redis故障，因为也这是一种自我保护机制。
5.外部数据双写一致性
在分布式的环境下，数据库和缓存双写，存在一致性问题，如果要求强一致性，那么redis会受到db的影响造成瓶颈。此时一般建议走最终一致，通过异步（如消息队列）方式来实现。需要站在架构设计的角度来对待redis的使用。
6.保护机制未开启
redis有一种保护机制，默认情况下是开启的。但有些时候为了图方便，没有开启该机制，同时将redis暴露于公网，此时容易受到外部攻击，导致redis甚至操作系统不可用。在生产环境还是要有提高安全的意识。
7. 数据集中过期
Redis的主动过期的定时任务，也是在Redis主线程中执行的，如果出现了需要大量删除过期key的情况，那么主线程会出现阻塞（最大25s）。而且这个访问延迟的情况，不会记录在慢日志里。
解决方案是，在集中过期时增加一个随机时间，把这些需要过期的key的时间打散即可。
8. CPU饱和
对于这种情况，首先判断当前Redis的并发量是否达到极限，建议使用统计命令redis-cli-h{ip}-p{port}–stat获取当前 Redis使用情况。对于并发量达到极限这种情况，我们需要做集群化水平扩展来分摊OPS压力。如果没有低并发就接近CPU饱和是很不正常的，有可能使用了高算法复杂度的命令。还有一种情况是过度的内存优化，需要我们根据infocommandstats统计信息分析出命令不合理开销时间（比如上万个元素却采用ziplist编码，虽然hash结构内存占用会变小，但是操作变得更慢且更消耗CPU）
9. 持久化阻塞
持久化引起主线程阻塞的操作主要有:fork阻塞、AOF刷盘阻塞、 HugePage写操作阻塞。
HugePage写操作阻塞：子进程在执行重写期间利用Linux写时复制技术降低内存开销，因此只有写操作时Redis才复制要修改的内存页。对于开启Transparent HugePages的 操作系统，每次写命令引起的复制内存页单位由4K变为2MB，放大了512 倍，会拖慢写操作的执行时间，导致大量写操作慢查询。例如简单的incr命 令也会出现在慢查询中。
10. 网络问题
可能有这三种情况:网络闪断、Redis连接拒绝、连接溢出。
Redis连接拒绝。Redis通过maxclients参数控制客户端最大 连接数，默认10000。
连接溢出。这是指操作系统或者Redis客户端在连接时的问题。这个问题的原因比较多，比如进程限制、 backlog队列溢出。
如何快速定位慢的原因？
常用工具，redis内部命令如info、slowget慢查询，内存分析排查可参考redis-rdb-tool等。当然，完善的监控系统能让我们更快，更准地解决，这里建议telegraf+influxdb+grafana组合实现图形化监控预警。
结论
对于使用不当引起的风险操作，需要对症下药。2.对于海量数据、高并发这种的确因为正常需求引起的资源不足问题的场景，就需要考虑扩容的方式来解决。3.做好准备工作、善用工具、建立监控预警机制，将使你对redis的维护工作事半功倍。
