Redis 单数据多源超高并发下的解决方案

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云原生多模数据库 Lindorm,多引擎 多规格 0-4节点
简介: Redis 是目前最流行的KV缓存数据库,它简单易用,安全稳定,在互联网行业有着非常广泛的应用。 本文主要给大家分享一下 Redis 在单数据多源访问下的解决思路和方案。

Redis 是目前最流行的KV缓存数据库,它简单易用,安全稳定,在互联网行业有着非常广泛的应用。
本文主要给大家分享一下 Redis 在单数据多源超高并发访问下的解决思路和方案。

前言

Redis 主要解决两个问题:

image
当遇到日活千万,同时百万在线的业务场景时,前端访问直接加载到后台数据库的话,可能顺间压垮底层数据库,导致业务停摆。又或者随着查询条件变多,结合条件复杂化,查询结果的响应时间也无法得到保证,导致用户体验下降,用户流失。为了解决高并发,低延迟的业务场景, Redis 应运而生。

下面我们来看两个场景

image
这是一个线上找房的业务场景,超多的查询条件导致后台必然是一个复杂的查询 SQL,这种场景下是否必须使用 Redis 呢?
答案是否定的,由于线上找房业务并发量低,客户对于业务响应时间要求也没有那么苛刻,大部分的请求可以直接通过动态 SQL 临时查询。当然为了提升用户体验,可以将一些热点的查询结果预缓存到 Redis 里提升用户体验。

我们再来看下这个场景

image
视频应用的查片系统,跟找房系统几乎是一模一样的业务场景,但是并发量要高几个数量级,这个场景就非常适合使用 Redis 作为缓存提升并发访问量,降低响应时间,满足几十万甚至上百万的并发访问需求。由此可见决定是否使用 Redis 的根本要素就是并发量和延迟要求。
下面我们来看一下 Redis 是如何解决互联网极端场景下的并发访问需求的。

超高并发访问下的缓存解决方案

image

这是一个典型的媒体类缓存架构图,发文系统不定期更新媒体库,通过分布式缓存服务将各个最新文章同步到 Redis 缓存,前端应用通过路由层找到相应的数据源访问。各个缓存服务数据不同步。当发生热点事件时,路由层可能将不通地区的访问路由到热点数据所在的缓存服务器,带来瞬间的流量暴涨,极端情况下可能导致服务器宕机,业务受损。那么这种不定期突发流量的场景要如何解决呢?

这里有几个思路:
image

  • 将热点 Key 加前缀打散,实现热数据复制
  • 路由层追加本地缓存,通过多级缓存提升缓存能力
  • 缓存层提供数据副本,提高并发访问能力

第一种方案,可以有效打散热数据,但是热点事件是不定期随机发生,运维压力大,成本高,这只是个头痛医头脚痛医脚的方案。
第二种方案,可以通过追加本地缓存提升缓存能力,但是本地缓存设置多大,刷新频率多高,业务是否能容忍脏读,这些都是无法绕开的问题。
第三种方案,可以追加只读副本来实现数据的复制,但是同样也会带来成本高企,主库负载高等问题。

image
上面这个架构图是一个优化的解决方案,通过主库拉取多个只读从库的分支,对不同的请求源,划分独立的缓存服务。比如手机应用就固定路由到APP数据资源组,WEB 访问就路由到WEB 数据资源组等,并且每个资源组可以提供N个只读副本,提高同源访问下的并发访问能力。这种架构可以提升不同访问源的资源隔离能力,提升多源访问下业务的稳定性和可用性。

这个方案的问题也比较明显:

  • 主库读写性能差
  • 只读副本多,成本高
  • 只读链路过长,管理维护难,运维成本高

我们的客户里最夸张的用到过 1主40只读的架构,来满足类似的业务场景。

阿里云Redis是如何解决这种超高并发访问的问题呢?

image

阿里云重磅推出Redis性能增强版本,通过提升网络IO的并发处理能力,极大的提升了Redis单节点的读写性能,对比社区版本,性能提升3倍。由于保持单 Worker 的处理模式,100% 兼容 Redis 协议。上面的单数据百万QPS 的访问能力轻松达成。本文介绍的媒体类场景可以通过开通性能增强版1主5只读实例实现单数据200w+ QPS,有效缓解突发热点事件带来的流量激增,超高并发访问等行业痛点问题。相比较自建1主40只读的社区版本,同样性能标准的阿里云Redis性能增强版1主5只读架构更稳定,管理更便捷,使用也更方便。

目前阿里云性能增强版已经上线,期待您的使用。

相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
目录
相关文章
|
1月前
|
NoSQL Redis
Redis的数据淘汰策略有哪些 ?
Redis 提供了 8 种数据淘汰策略,分为淘汰易失数据和淘汰全库数据两大类。易失数据淘汰策略包括:volatile-lru、volatile-lfu、volatile-ttl 和 volatile-random;全库数据淘汰策略包括:allkeys-lru、allkeys-lfu 和 allkeys-random。此外,还有 no-eviction 策略,禁止驱逐数据,当内存不足时新写入操作会报错。
90 16
|
1天前
|
缓存 NoSQL Redis
Redis经典问题:数据并发竞争
数据并发竞争是大流量系统(如火车票系统、微博平台)中常见的问题,可能导致用户体验下降甚至系统崩溃。本文介绍了两种解决方案:1) 加写回操作加互斥锁,查询失败快速返回默认值;2) 保持多个缓存备份,减少并发竞争概率。通过实践案例展示,成功提高了系统的稳定性和性能。
|
1天前
|
缓存 监控 NoSQL
Redis经典问题:数据不一致
在使用Redis时,缓存与数据库数据不一致会导致应用异常。主要原因包括缓存更新失败、Rehash异常等。解决方案有:重试机制、缩短缓存时间、优化写入策略、建立监控报警、定期验证一致性、采用缓存分层及数据回滚恢复机制。这些措施可确保数据最终一致性,提升应用稳定性和性能。
|
1月前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
本文详解缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发及缓存预热等问题,提供高可用解决方案,帮助你在大厂面试和实际工作中应对这些常见并发场景。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
|
26天前
|
消息中间件 监控 NoSQL
Redis脑裂问题详解及解决方案
Redis脑裂问题是分布式系统中常见的复杂问题,合理配置Redis Sentinel、使用保护模式、采用分布式锁机制以及优化网络和客户端连接策略等措施,可以有效预防和解决脑裂问题。通过深入理解Redis脑裂问题的成因和影响,采取相应的解决方案,能够提高系统的可用性和数据一致性,保障Redis集群的稳定运行。希望本文能帮助你更好地理解和应对Redis脑裂问题。
32 2
|
1月前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
Redis和Mysql如何保证数据⼀致?
在项目中,为了解决Redis与Mysql的数据一致性问题,我们采用了多种策略:对于低一致性要求的数据,不做特别处理;时效性数据通过设置缓存过期时间来减少不一致风险;高一致性但时效性要求不高的数据,利用MQ异步同步确保最终一致性;而对一致性和时效性都有高要求的数据,则采用分布式事务(如Seata TCC模式)来保障。
65 14
|
1月前
|
缓存 NoSQL PHP
Redis作为PHP缓存解决方案的优势、实现方式及注意事项。Redis凭借其高性能、丰富的数据结构、数据持久化和分布式支持等特点,在提升应用响应速度和处理能力方面表现突出
本文深入探讨了Redis作为PHP缓存解决方案的优势、实现方式及注意事项。Redis凭借其高性能、丰富的数据结构、数据持久化和分布式支持等特点,在提升应用响应速度和处理能力方面表现突出。文章还介绍了Redis在页面缓存、数据缓存和会话缓存等应用场景中的使用,并强调了缓存数据一致性、过期时间设置、容量控制和安全问题的重要性。
40 5
|
1月前
|
存储 NoSQL 算法
Redis分片集群中数据是怎么存储和读取的 ?
Redis集群采用哈希槽分区算法,共有16384个哈希槽,每个槽分配到不同的Redis节点上。数据操作时,通过CRC16算法对key计算并取模,确定其所属的槽和对应的节点,从而实现高效的数据存取。
50 13
|
1月前
|
存储 NoSQL Redis
Redis的数据过期策略有哪些 ?
Redis 采用两种过期键删除策略:惰性删除和定期删除。惰性删除在读取键时检查是否过期并删除,对 CPU 友好但可能积压大量过期键。定期删除则定时抽样检查并删除过期键,对内存更友好。默认每秒扫描 10 次,每次检查 20 个键,若超过 25% 过期则继续检查,单次最大执行时间 25ms。两者结合使用以平衡性能和资源占用。
49 11
|
4天前
|
存储 缓存 NoSQL
解决Redis缓存数据类型丢失问题
解决Redis缓存数据类型丢失问题
118 85

相关产品

  • 云数据库 Tair(兼容 Redis)