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软件开发中常见的十大系统瓶颈

小柒2012 2019-12-01 20:59:48 9755 浏览量 回答数 2

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Redis常见的几种主要使用方式: Redis 单副本 Redis 多副本(主从) Redis Sentinel(哨兵) Redis Cluster(集群) Redis 自研 Redis各种使用方式的优缺点: 1 Redis单副本 Redis各种使用方式的优缺点: Redis 多副本,采用主从(replication)部署结构,相较于单副本而言最大的特点就是主从实例间数据实时同步,并且提供数据持久化和备份策略。主从实例部署在不同的物理服务器上,根据公司的基础环境配置,可以实现同时对外提供服务和读写分离策略。 优点: 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。 缺点: 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。 使用场景 对 Redis 协议兼容性要求较高的业务 标准版完全兼容 Redis 协议,业务可以平滑迁移。 Redis 作为持久化数据存储使用的业务 标准版提供持久化机制及备份恢复机制,极大地保证数据可靠性。 单个 Redis 性能压力可控 由于 Redis 原生采用单线程机制,性能在10万 QPS 以下的业务建议使用。如果需要更高的性能要求,请选用集群版本。 Redis 命令相对简单,排序、计算类命令较少 由于 Redis 的单线程机制,CPU 会成为主要瓶颈。如排序、计算类较多的业务建议选用集群版配置。 2 Redis多副本(主从) Redis 多副本,采用主从(replication)部署结构,相较于单副本而言最大的特点就是主从实例间数据实时同步,并且提供数据持久化和备份策略。主从实例部署在不同的物理服务器上,根据公司的基础环境配置,可以实现同时对外提供服务和读写分离策略。 优点: 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。 缺点: 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。 使用场景 对 Redis 协议兼容性要求较高的业务 标准版完全兼容 Redis 协议,业务可以平滑迁移。 Redis 作为持久化数据存储使用的业务 标准版提供持久化机制及备份恢复机制,极大地保证数据可靠性。 单个 Redis 性能压力可控 由于 Redis 原生采用单线程机制,性能在10万 QPS 以下的业务建议使用。如果需要更高的性能要求,请选用集群版本。 Redis 命令相对简单,排序、计算类命令较少 由于 Redis 的单线程机制,CPU 会成为主要瓶颈。如排序、计算类较多的业务建议选用集群版配置。 3 Redis Sentinel(哨兵) Redis Sentinel是社区版本推出的原生高可用解决方案,Redis Sentinel部署架构主要包括两部分:Redis Sentinel集群和Redis数据集群,其中Redis Sentinel集群是由若干Sentinel节点组成的分布式集群。可以实现故障发现、故障自动转移、配置中心和客户端通知。Redis Sentinel的节点数量要满足2n+1(n>=1)的奇数个。 优点: 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 缺点: 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 建议: 1、如果监控同一业务,可以选择一套Sentinel集群监控多组Redis数据节点的方案,反之选择一套Sentinel监控一组Redis数据节点的方案 2、sentinel monitor 配置中的 建议设置成Sentinel节点的一半加1,当Sentinel部署在多个IDC的时候,单个IDC部署的Sentinel数量不建议超过(Sentinel数量 – quorum)。 3、合理设置参数,防止误切,控制切换灵敏度控制 quorum down-after-milliseconds 30000 failover-timeout 180000 maxclient timeout 4、部署的各个节点服务器时间尽量要同步,否则日志的时序性会混乱 5、Redis建议使用pipeline和multi-keys操作,减少RTT次数,提高请求效率 6、自行搞定配置中心(zookeeper),方便客户端对实例的链接访问 4 Redis Cluster(集群) Redis Cluster是社区版推出的Redis分布式集群解决方案,主要解决Redis分布式方面的需求,比如,当遇到单机内存,并发和流量等瓶颈的时候,Redis Cluster能起到很好的负载均衡的目的。Redis Cluster集群节点最小配置6个节点以上(3主3从),其中主节点提供读写操作,从节点作为备用节点,不提供请求,只作为故障转移使用。Redis Cluster采用虚拟槽分区,所有的键根据哈希函数映射到0~16383个整数槽内,每个节点负责维护一部分槽以及槽所印映射的键值数据。 优点: 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。 缺点: 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。 使用场景 数据量较大 Redis 集群版可以有效的扩展数据规模,相比标准版支持存储量更大的64、128、256 GB 集群版,可以有效的满足数据扩展需求。 QPS 压力较大 标准版 Redis 无法支撑较大的 QPS,需要采用多节点的部署方式来冲破 Redis 单线程的性能瓶颈。 吞吐密集型应用 相比标准版,Redis 集群版的内网吞吐限制相对较低,针对热点数据读取、大吞吐类型的业务可以友好的支持。 对 Redis 协议不敏感的应用 由于集群版的架构引入了多个组件,在 Redis 协议支持上相比标准版有一定限制。

剑曼红尘 2020-04-27 14:41:57 0 浏览量 回答数 0

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【案例】从hadoop框架与MapReduce模式中谈海量数据处理

jack.cai 2019-12-01 21:00:28 15859 浏览量 回答数 3

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