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今天,你遇到redis线上连接超时了吗?

一封报警邮件,大量服务节点 redis 响应超时。

又来,好烦。

redis 响应变慢,查看日志,发现大量 TimeoutException。

大量TimeoutException,说明当前redis服务节点上已经堆积了大量的连接查询,超出redis服务能力,再次尝试连接的客户端,redis 服务节点直接拒绝,抛出错误。

那到底是什么导致了这种情况的发生呢?

总结起来,我们可以从以下几方面进行关注:

一、redis 服务节点受到外部关联影响

redis服务所在服务器,物理机的资源竞争及网络状况等。同一台服务器上的服务必然面对着服务资源的竞争,CPU,内存,固存等。

1、CPU资源竞争

redis属于CPU密集型服务,对CPU资源依赖尤为紧密,当所在服务器存在其它CPU密集型应用时,必然会影响redis的服务能力,尤其是在其它服务对CPU资源消耗不稳定的情况下。

因此,在实际规划redis这种基础性数据服务时应该注意一下几点:

1)一般不要和其它类型的服务进行混部。

2)同类型的redis服务,也应该针对所服务的不同上层应用进行资源隔离。

说到CPU关联性,可能有人会问是否应该对redis服务进行CPU绑定,以降低由CPU上下文切换带来的性能消耗及关联影响?

简单来说,是可以的,这种优化可以针对任何CPU亲和性要求比较高的服务,但是在此处,有一点我们也应该特别注意:我们在 关于redis内存分析,内存优化 中介绍内存时,曾经提到过子进程内存消耗,也就是redis持久化时会fork出子进程进行AOF/RDB持久化任务。对于开启了持久化配置的redis服务(一般情况下都会开启),假如我们做了CPU亲和性处理,那么redis fork出的子进程则会和父进程共享同一个CPU资源,我们知道,redis持久化进程是一个非常耗资源的过程,这种自竞争必然会引发redis服务的极大不稳定。

2、内存不在内存了

关于redis内存分析,内存优化 开篇就讲过,redis最重要的东西,内存。

内存稳定性是redis提供稳定,低延迟服务的最基本的要求。

然而,我们也知道操作系统有一个 swap 的东西,也就将内存交换到硬盘。假如发生了redis内存被交换到硬盘的情景发生,那么必然,redis服务能力会骤然下降。

swap发现及避免:

1)info memory:

关于redis内存分析,内存优化 中我们也讲过,swap这种情景,此时,查看redis的内存信息,可以观察到碎片率会小于1。这也可以作为监控redis服务稳定性的一个指标。

2)通过redis进程查看。

首先通过 info server 获取进程id:

查看 redis 进程 swap 情况:cat /proc/1686/smaps

确定交换量都为0KB或者4KB。

3)redis服务maxmemory配置。

关于redis内存分析,内存优化 中我们提到过,对redis服务必要的内存上限配置,这是内存隔离的一种必要。需要确定的是所有redis实例的分配内存总额小于总的可用物理内存。

4)系统优化:

另外,在最初的基础服务操作系统安装部署时,也需要做一些必要的前置优化,如关闭swap或配置系统尽量避免使用。

3、网络问题

网络问题,是一个普遍的影响因素。

1)网络资源耗尽

简单来说,就是带宽不够了,整个属于基础资源架构的问题了,对网络资源的预估不足,跨机房,异地部署等都会成为诱因。

2)连接数用完了

一个客户端连接对应着一个TCP连接,一个TCP连接在LINUX系统内对应着一个文件句柄,系统级别连接句柄用完了,也就无法再进行连接了。

查看当前系统限制:ulimit -n

设置:ulimit -n {num}

3)端口TCP backlog队列满了

linux系统对于每个端口使用backlog保存每一个TCP连接。

redis配置:tcp_backlog 默认511

高并发情境下,可以适当调整此配置,但需要注意的是,同时要调整系统相关设置。

系统修改命令:echo {num}>/proc/sys/net/core/somaxconn

查看因为队列溢出导致的连接绝句:netstat -s | grep overflowed

4)网络延迟

网络质量问题,可以使用 redis-cli 进行网络状况的测试:

延迟测试:redis-cli -h {host} -p {port} --latency

采样延迟测试:redis-cli -h {host} -p {port} --latency-history 默认15s一次

图形线上测试结果:redis-cli -h {host} -p {port} --latency-dist

4)网卡软中断

单个网卡队列只能使用单个CPU资源问题。

二、redis 服务使用问题

1、慢查询

如果你的查询总是慢查询,那么必然你的使用存在不合理。

1)你的key规划是否合理

太长或太短都是不建议的,key需要设置的简短而有意义。

2)值类型选择是否合理。

hash还是string,set还是zset,避免大对象存储。

线上可以通过scan命令进行大对象发现治理。

3)是否能够批查询

get 还是 mget;是否应该使用pipeline。

4)禁止线上大数据量操作

2、redis 服务运行状况

查看redis服务运行状况:redis-cli -h {host} -p {port} --stat

keys:当前key总数;mem:内存使用;clients:当前连接client数;blocked:阻塞数;requests:累计请求数;connections:累计连接数

3、持久化操作影响

1)fork子进程影响

redis 进行持久化操作需要fork出子进程。fork子进程本身如果时间过长,则会产生一定的影响。

查看命令最近一次fork耗时:info stats

单位微妙,确保不要超过1s。

2)AOF刷盘阻塞

AOF持久化开启,后台每秒进行AOF文件刷盘操作,系统fsync操作将AOF文件同步到硬盘,如果主线程发现距离上一次成功fsync超过2s,则会阻塞后台线程等待fsync完成以保障数据安全性。

3)THP问题

关于redis内存分析,内存优化 中我们讲过透明大页问题,linux系统的写时复制机制会使得每次写操作引起的页复制由4KB提升至2M从而导致写慢查询。如果慢查询堆积必然导致后续连接问题。

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