Redis高可用技术方案对比

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简介: Redis高可用技术方案对比
方式 优点 缺点
Redis 单副本 1. 架构简单、部署方便
2. 高性价比,当缓存使用时无需备用节点(单实例可用性可以用supervisor或crontab保证),当然为了满足业务的高可用性,也可以牺牲一个备用节点,但同时刻只有一个实例对外提供服务
3. 高性能
1. 不保证数据的可靠性
2. 当缓存使用,进程重启后,数据丢失,即使有备用的节点解决高可用性,但是仍然不能解决缓存预热问题,因此不适用于数据可靠性要求高的业务
3. 高性能受限于单核CPU的处理能力(Redis是单线程机制),CPU为主要瓶颈,所以适合操作命令简单,排序、计算较少的场景。也可以考虑用memcached替代。
Redis 多副本(主从) 1. 高可靠性,一方面,采用双机主备架构,能够在主库出现故障时自动进行主备切换,从库提升为主库提供服务,保证服务平稳运行。另一方面,开启数据持久化功能和配置合理的备份策略,能有效的解决数据误操作和数据异常丢失的问题。
2. 读写分离策略,从节点可以扩展主库节点的读能力,有效应对大并发量的读操作。
1. 故障恢复复杂,如果没有RedisHA系统(需要开发),当主库节点出现故障时,需要手动将一个从节点晋升为主节点,同时需要通知业务方变更配置,并且需要让其他从库节点去复制新主库节点,整个过程需要人为干预,比较繁琐。
2. 主库的写能力受到单机的限制,可以考虑分片
3. 主库的存储能力受到单机的限制,可以考虑Pika
4. 原生复制的弊端在早期的版本也会比较突出,如:Redis复制中断后,Slave会发起psync,此时如果同步不成功,则会进行全量同步,主库执行全量备份的同时可能会造成毫秒或秒级的卡顿;又由于COW机制,导致极端情况下的主库内存溢出,程序异常退出或宕机;主库节点生成备份文件导致服务器磁盘IO和CPU(压缩)资源消耗;发送数GB大小的备份文件导致服务器出口带宽暴增,阻塞请求。建议升级到最新版本。
Redis Sentinel(哨兵) 1. Redis Sentinel集群部署简单
2. 能够解决Redis主从模式下的高可用切换问题
3. 很方便实现Redis数据节点的线形扩展,轻松突破Redis自身单线程瓶颈,可极大满足对Redis大容量或高性能的业务需求
4. 可以实现一套Sentinel监控一组Redis数据节点或多组数据节点
1. 部署相对Redis 主从模式要复杂一些,原理理解更繁琐
2. 资源浪费,Redis数据节点中slave节点作为备份节点不提供服务
3. Redis Sentinel主要是针对Redis数据节点中的主节点的高可用切换,对Redis的数据节点做失败判定分为主观下线和客观下线两种,对于Redis的从节点有对节点做主观下线操作,并不执行故障转移。
4. 不能解决读写分离问题,实现起来相对复杂
Redis Cluster 1. 无中心架构
2. 数据按照slot存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。
3. 可扩展性,可线性扩展到1000多个节点,节点可动态添加或删除。
4. 高可用性,部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加Slave做standby数据副本,能够实现故障自动failover,节点之间通过gossip协议交换状态信息,用投票机制完成Slave到Master的角色提升。
5. 降低运维成本,提高系统的扩展性和可用性。
1. Client实现复杂,驱动要求实现Smart Client,缓存slots mapping信息并及时更新,提高了开发难度,客户端的不成熟影响业务的稳定性。目前仅JedisCluster相对成熟,异常处理部分还不完善,比如常见的“max redirect exception”。
2. 节点会因为某些原因发生阻塞(阻塞时间大于clutser-node-timeout),被判断下线,这种failover是没有必要的。
3. 数据通过异步复制,不保证数据的强一致性。
4. 多个业务使用同一套集群时,无法根据统计区分冷热数据,资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。
5. Slave在集群中充当“冷备”,不能缓解读压力,当然可以通过SDK的合理设计来提高Slave资源的利用率。
6. key批量操作限制,如使用mset、mget目前只支持具有相同slot值的key执行批量操作。对于映射为不同slot值的key由于keys 不支持跨slot查询,所以执行mset、mget、sunion等操作支持不友好。
7. key事务操作支持有限,只支持多key在同一节点上的事务操作,当多个key分布于不同的节点上时无法使用事务功能。
8. key作为数据分区的最小粒度,因此不能将一个很大的键值对象如hash、list等映射到不同的节点。
9. 不支持多数据库空间,单机下的redis可以支持到16个数据库,集群模式下只能使用1个数据库空间,即db 0。
10. 复制结构只支持一层,从节点只能复制主节点,不支持嵌套树状复制结构。
11. 避免产生hot-key,导致主库节点成为系统的短板。
12. 避免产生big-key,导致网卡撑爆、慢查询等。
13. 重试时间应该大于cluster-node-time时间
14. Redis Cluster不建议使用pipeline和multi-keys操作,减少max redirect产生的场景。
Redis 自研 1. 高可靠性、高可用性
2. 自主可控性高
3. 贴切业务实际需求,可缩性好,兼容性好
1. 实现复杂,开发成本高
2. 需要建立配套的周边设施,如监控,域名服务,存储元数据信息的数据库等
3. 维护成本高


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