LeoHsiao's Notes

# 性能优化

  • Redis 的 QPS 主要受网络延迟、CPU 频率影响。
  • Redis 的读写速度很快，IO 压力小。因此没有必要读写分离，只是需要横向扩容。

# 内存

  • 相关命令：
    memory stats        # 显示内存的统计信息，指标含义见 https://redis.io/commands/memory-stats/
memory usage <key>  # 查询一个 key 及其 value 占用的内存体积，单位 bytes
  • Redis 占用的内存主要受 key 影响。如果存在很多 key ，或 key、value 的长度大，则会占用很多内存。
  • 如果 Redis 的内存开销大，可通过 shell 脚本统计所有 key 的 name、占用内存、ttl ，找到哪些 key 占用内存最多。

# 缓存

当 MySQL 等数据库的读操作远多于写操作时，可以用 Redis 作为读缓存。

  • 当用户查询某个 Key 时，先到 Redis 缓存中查询，如果查询不到再到数据库查询。这样可以降低数据库的压力。
  • 如果在数据库查询到了该 key 的值，则放入缓存，并设置几分钟的过期时间。

# 部署架构

  • 本地缓存
    • ：将缓存服务器与客户端部署在同一主机，甚至集成在客户端进程中。
    • 优点：响应速度很快，因为只需要读写内存，不需要等待网络 IO 。
    • 缺点：单个主机的内存容量有限。
  • 分布式缓存
    • ：在客户端主机之外的其它主机上，部署一个或多个缓存服务器。
    • 优点：容易横向扩容。
    • 缺点：响应速度较慢，因为需要等待网络 IO 。
  • 多级缓存
    • ：将访问频率高的 key 存储在本地缓存中，其它 key 存储在分布式缓存中。

# 缓存穿透

  • ：有恶意请求不断地查询一些不存在的 key ，绕过缓存，直接冲向数据库。
  • 解决方案：
    • 即使查询到的值为空，也将该 key 放入缓存。
    • 在查询缓存之前，先过滤掉明显不正常的查询请求。

# 缓存击穿

  • ：大量请求一直频繁地查询某个 key（称为热 key），当该 key 在某一时刻缓存过期时，这些请求会同时冲向数据库，造成数据库负载突增。
  • 解决方案：
    • 自动发现热 key ，并延长其过期时间。

# 缓存雪崩

  • ：在某一时刻，大量 key 同时缓存过期，导致大量请求同时冲向数据库。
  • 缓存击穿是研究一个热 key ，而缓存雪崩是研究大量普通 key 。
  • 解决方案：
    • 给不同用途的各个 key 设置不同的缓存时长，给同一用途的各个 key 设置缓存时长时加上随机数，尽量分散所有 key 的缓存时间。

# redis-benchmark

：Redis 官方提供的性能测试工具， Redis 安装时自带。

命令：

redis-benchmark
               -h 127.0.0.1 # redis 服务器的 IP 地址
               -p 6379      # redis 服务器的端口号
               -a ******    # 密码

               -c 50        # 模拟连接的 client 数（默认 50 个）
               -n 100000    # 模拟发出的请求数
               -l           # 循环测试，不停止
               -d 3         # set、get 时的 value 大小（默认为 3 bytes）
               -r 10000     # 使用随机的名字创建 key
               -t set,get   # 只执行某些测试用例（默认执行所有测试用例）
               -P 10        # 使用管道，每次通信发送 10 条命令（默认每次只发送一条）
  • 例：redis-benchmark -h redis-1 -a ****** -t set,get
  • 即使用 -a 选项指定的密码是错的，redis-benchmark 也依然可以运行，且不会报错。
  • 当 -c 太少时，QPS 会比较小。当 QPS 达到瓶颈时，增加 -c 数，QPS 也不会增加。
  • 测试时会在 Redis 服务器的 0 号数据库中创建几个 key ，比如 mylist、key:__rand_int__ 等。测试完之后不会删除。
  • 使用 -r 10000 选项时，会用 10000 范围内的随机数给 key 命名，例如：key:000000000912、key:000000000882 。这样测试写入 3 次，虽然会有 key 重名，但总计能创建接近 10000 个 key ，每个 key 占用的内存由 -d 选项决定。