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+，通常在几万。

　　除非一些特殊状况，好比你的机器性能特别好，配置特别高，物理机，维护作的特别好，并且你的总体的操做不是太复杂。

 

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

 

　　Redis高并发的同时，还须要容纳大量的数据：一主多从，每一个实例都容纳了完整的数据，好比redis主就10G的内存量，其实你就最对只能容纳10g的数据量。若是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，那你就须要redis集群，并且用redis集群以后，能够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会周期性地确认本身每次复制的数据量
　　一个master node是能够配置多个slave node的
　　slave node也能够链接其余的slave node
　　slave node作复制的时候，是不会block master node的正常工做的
　　slave node在作复制的时候，也不会block对本身的查询操做，它会用旧的数据集来提供服务; 可是复制完成的时候，须要删除旧数据集，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，作读写分离，扩容的slave node能够提升读的吞吐量

 

master持久化对于主从架构的安全保障的意义

　　若是采用了主从架构，那么建议必须开启master node的持久化！

　　不建议用slave node做为master node的数据热备，由于那样的话，若是你关掉master的持久化，可能在master宕机重启的时候数据是空的，而后可能一通过复制，salve node数据也丢了

　　第二个，master的各类备份方案，要不要作，万一说本地的全部文件丢失了; 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

 

 

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

　　若是这是slave node从新链接master node，那么master node仅仅会复制给slave部分缺乏的数据; 不然若是是slave node第一次链接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全部写命令缓存在内存中。

　　RDB文件生成完毕以后，master会将这个RDB发送给slave，slave会先写入本地磁盘，而后再从本地磁盘加载到内存中。而后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若是跟master node有网络故障，断开了链接，会自动重连。master若是发现有多个slave node都来从新链接，仅仅会启动一个rdb save操做，用一份数据服务全部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，若是主从复制过程当中，网络链接断掉了，那么能够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。

　　若是master和slave网络链接断掉了，slave会让master从上次的replica offset开始继续复制

　　可是若是没有找到对应的offset，那么就会执行一次resynchronization

 

无磁盘化复制

　　master在内存中直接建立rdb，而后发送给slave，不会在本身本地落地磁盘了

　　repl-diskless-sync
　　repl-diskless-sync-delay，等待必定时长再开始复制，由于要等更多slave从新链接过来

 

过时key处理

　　slave不会过时key，只会等待master过时key。

　　若是master过时了一个key，或者经过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），可是复制流程没开始

　　slave node内部有个定时任务，每秒检查是否有新的master node要链接和复制，若是发现，就跟master node创建socket网络链接
　　slave node发送ping命令给master node
　　口令认证，若是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，将全部数据发给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链接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每秒都会上报本身的offset给master，同时master也会保存每一个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状况

（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主要是用来作全量复制中断候的增量复制的

（3）master run id

　　info server，能够看到master run id
　　若是根据host+ip定位master node，是不靠谱的，若是master node重启或者数据出现了变化，那么slave node应该根据不一样的run id区分，run id不一样就作全量复制
　　若是须要不更改run id重启redis，可使用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会根据自身的状况返回响应信息，多是FULLRESYNC runid offset触发全量复制，多是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，若是rdb复制时间超过60秒（repl-timeout），那么slave node就会认为复制失败，能够适当调节大这个参数
　　对于千兆网卡的机器，通常每秒传输100MB，6G文件，极可能超过60s
　　master node在生成rdb时，会将全部新的写命令缓存在内存中，在salve node保存了rdb以后，再将新的写命令复制给salve node
　　client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60，若是在复制期间，内存缓冲区持续消耗超过64MB，或者一次性超过256MB，那么中止复制，复制失败
　　slave node接收到rdb以后，清空本身的旧数据，而后从新加载rdb到本身的内存中，同时基于旧的数据版本对外提供服务
　　若是slave node开启了AOF，那么会当即执行BGREWRITEAOF，重写AOF

 

增量复制

　　若是全量复制过程当中，master-slave网络链接断掉，那么salve从新链接master时，会触发增量复制
　　master直接从本身的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每次接收到写命令以后，如今内部写入数据，而后异步发送给slave node

 

转自：中华石杉Java工程师面试突击