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一、慢查询

因为 Redis 是单线程的,大量的慢查询可能会导致 redis-server 阻塞,可以通过 slowlog get n 获取慢日志,查看详情情况。

二、bigkey 大对象

bigkey 大对象可能会导致的问题包括:

  • 内存空间不均匀(平衡),例如在 Redis Cluster 中,bigkey 会造成节点的内存空间使用不均匀。
  • 超时阻塞:由于Redis 单线程的特性,操作 bigkey 比较耗时,也就意味着阻塞 Redis 的可能性增大。
  • 网络阻塞:每次获取 bigkey 产生的网络流量较大,假设一个 bigkey 为 1MB,每次访问量为 1000,那么每秒产生 1000MB 的流量,对于普通的千兆网卡(按照字节算是128MB/s)的服务器简直是灭顶之灾。

bigkey 的存在并不是完全致命的,如果这个 bigkey 存在但是几乎不被访问,那么只有内存空间不均匀的问题存在,相对于另外两个问题没有那么重要紧急,但是如果 bigkey 是一个热点key(频繁访问),那么其带来的危害不可想象,所以在实际开发和运维时一定要密切关注 bigkey 的存在。

可以通过 redis-cli -h {ip} -p {port} bigkeys 发现大对象。

三、swap

因为 Redis 的数据放在内存中,所以存放数据量的多少取决于内存的多少。

如果一个 Redis 实例的内存使用率超过可用最大内存(used_memory > 可用最大内存),那么操作系统开始进行内存和 swap 空间交换,把内存中旧的或不再使用的内容写入硬盘上(硬盘上的这块空间叫 Swap 分区),以便腾出新的物理内存给新页使用。

在硬盘上进行读写操作要比内存上慢了近5个数量级 —— 内存是 0.1μs 单位、硬盘是 10ms。如果 Redis 进程上发生内存交换,那么 Redis 和 依赖 Redis 上数据的应用会受到严重的性能影响。

查看 used_memory 指标可知道 Redis 正在使用的内存情况,识别 Redis 内存交换的检查方法:

  1. 识别 redis 进程号

redis-cli info server | grep process_id

  1. 根据进程号查询内存交换信息

cat /proc/{process_id}/smaps | grep Swap

如果交换量都是 0KB 或者个别 4KB,是正常现象。

预防内存交换:

  1. 保证机器充足的可用内存;
  2. 确保所有 redis 示例设置最大可用内存(maxmemory),防止极端情况下 redis 内存不可控的增长;
  3. 降低系统使用 swap 优先级,如 echo 10>/proc/sys/vm/swappiness。

四、fork 子进程

在 RDB 生成和 AOF 重写时,会 fork 一个子进程完成持久化工作,当 fork 操作执行太过耗时也会造成阻塞,阻塞原因是该操作会复制父进程的空间内存表,即 fork 操作耗时跟内存量(数据集)关系较大。

fork 操作是重量级操作,会复制父进程的空间内存表(理论上需要复制与父进程同样的内存,但是 linux 有写时复制机制,父子进程贡献相同的物理内存页,实际会小很多,10G 大概只需要 20MB)。

fork 耗时应该在 20ms/GB;应该严格控制每个实例可使用的最大内存 10GB 以内(复制空间内存表);降低 fork 操作执行频率,适当放宽 AOF 重写触发时机。

使用 info stats 命令获取 lastest_fork_usec 指标,表示 redis 最近一次 fork 操作耗时。

五、AOF 刷盘阻塞

开启 AOF,文件刷盘一般每秒一次,硬盘压力过大时,fsync 需要等待写入完成。

查看 redis 日志或 info persistence 统计中的 aof_delayed_fsync 指标。

六、Redis 输入缓冲区可能导致的阻塞

输入缓冲区:redis 为每个客户端分配了输入缓冲区,其会将客户端发送命令临时保存,然后取出来执行。 qbuf 表示总容量(0 表示没有分配查询缓冲区),qbuf-free 表示剩余容量(0 表示没有剩余空间);大小不能超过 1G,当大小超过 1G 时会将客户端自动关闭,输入缓冲区不受 maxmemory 限制。

当大量的 key 进入输入缓冲区且无法被消费时,即可造成 redis 阻塞;通过 client list 命令可定位发生阻塞的客户端;通过 info clients 命令的 blocked_clients 参数可以查看到当前阻塞的命令。

七、Redis 输出缓冲区可能导致的阻塞

输出缓冲区(client output buffer):是 redis-server 端实现的一个读取缓冲区,redis-server 在接收到客户端的请求后,把获取结果写入到 client buffer 中,而不是直接发送给客户端。从而可以继续处理客户端的其他请求,这样异步处理方式使 redis-server 不会因为网络原因阻塞其他请求的处理。

redis client buffer 的配置参数为 "client-output-buffer-limit",默认值为:

127.0.0.1:6379> CONFIG GET "*output*"
1) "client-output-buffer-limit"
2) "normal 0 0 0 slave 0 0 0 pubsub 0 0 0"
  • class :客户端种类,normal、slave、pubsub
    • normal:普通的客户端
    • slave: 从库的复制客户端
    • pub/sub: 发布与订阅的客户端
  • hard limit: 缓冲区大小的硬性限制。
  • soft limit: 缓冲去大小的软性限制。
  • soft seconds: 缓冲区大小达到了(超过)soft limit 值的持续时间。

client-output-buffer-limit 参数限制分配的缓冲区的大小,防止内存无节制的分配。参数的默认值都为 0,意思是不做任何限制。

redis server 触发保护机制主要有两种情况:

  1. client buffer 的大小达到了 soft limit 并持续了 soft seconds 时间,将立即断开和客户端的连接。
  2. client buffer 的大小达到了 hard limit,server 也会立即断开和客户端的连接。

八、网络问题

1. 连接拒绝

  • 网络闪断:一般在网络割接或带宽耗尽的情况;
  • redis 连接拒绝:连接数大于 maxclients 时拒绝新的连接进入,可以关注 info stats 的 rejected_connections 指标;
  • 连接溢出:
    • 进程限制:进程可打开最大文件数控制 —— ulimit -n,通常 1024,大量连接的 redis 需要增大该值;
    • backlog 队列溢出:系统对于特定端口 tcp 连接使用 backlog 队列保存,redis 默认 511,系统 backlog 默认 128,线上可使用 cron 定时执行 netstat -s | grep overflowed 统计;

2. 网络延迟

测量机器之间的网络延迟

redis-cli -h {ip} -p {port} –latency
redis-cli -h {ip} -p {port} –latency-history 默认15秒完成一行统计,-i控制采样时间
redis-cli -h {ip} -p {port} –latency-dist 统计图展示,每1秒采样一次

分类:

NoSQL

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