Redis中有哪些阻塞点以及如何解决

淩亂°似流年 2023-10-11 19:32 6阅读 0赞

我们从 Redis 内部及外部因素总结一下有哪些会影响redis性能的因素。

可能会导致Redis实例产生阻塞点的情况：

*  **客户端**：网络 IO，键值对的增删改查操作，数据库操作；
 *  **磁盘**：生成 RDB 快照，记录 AOF 日志，AOF 日志重写；
 *  **主从节点**：主库生成、传输 RDB 文件，从库接收 RDB 文件、清空数据库、加载 RDB 文件；
 *  **切片集群实例**：向其他实例传输哈希槽信息，数据迁移。

我们就以上四种情况简单分析一下

## 1.客户端的阻塞 ##

因 Redis 使用了**IO多路复用机制**，能避免主线程一直处于等待状态，网络IO不是导致 Redis 阻塞的因素。

而键值对的增删改查是主线程的主要工作，复杂度高的操作当然会阻塞Redis了。我们去判断复杂度高不高的标准就是看操作的复杂度是否为O(N)，也就是否要全表扫描。比如**hgetall**，**smembers**等操作就属于复杂度高的了。

然后还要注意的一个点就是数据的**删除**。删除本质上来说就是对键值对的内存空间进行释放。在释放内存时，操作系统需要将释放掉的内存块插入一个空闲内存块的链表，以便后续管理和再分配。这个过程会阻塞当前释放内存的应用程序。

如果这个键值对数据很大，比如一个 zset 包含大量元素，就会释放大量的内存。有测试过删除 100 万个元素的集合时，删除时间会达到 2s，要知道 Redis 的响应是毫秒级别的。所以这种 **bigkey** 的删除也会成为 Redis 的阻塞点。

**清空数据库**（flushdb、flushall）也涉及到删除和释放所有的键值对，也是 Redis 的阻塞点。

## 2.磁盘带来的阻塞 ##

AOF重写和RDB快照，Redis都用了子进程的方式操作，所以不会阻塞主线程。但Redis直接记录AOF日志，若有大量的写操作，并且配置的是同步写回的话，就会阻塞主线程了。

## 3.主从节点带来的阻塞 ##

在主从集群中，主库生成 RDB 文件，并传输给从库。

主从复制过程的创建和传输 RDB 都是**子进程**处理的，不会阻塞主线程。但是从库在接收了 RDB 文件后，需要使用 **FLUSHDB** 命令清空当前数据库，这又是一个阻塞点。而且，在从库清空数据库后，需要将 RDB 文件加载到内存，快慢和 rdb 文件大小相关。**加载 RDB 文件**又是一个阻塞点。

## 4.切片集群的阻塞 ##

切片集群的实例在负载均衡或者实例增加删除时，数据迁移是**渐进式**操作的，所以**不会**阻塞主线程。

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总结一下，Redis 就有 5 个阻塞点：

*  集合全量查询和聚合操作；
 *  bigkey 删除；
 *  清空数据库；
 *  AOF日志同步写；
 *  从库加载 RDB 文件。

## 5.异步机制解决阻塞 ##

我们通过异步的方式，去解决可能阻塞的场景。但也不是每个操作都能用异步的方式去解决。

如果一个操作能够异步执行，说明客户端**不需要**马上得到具体值，在Redis中描述为「若一个操作能异步执行，就意味着它不是主线程的关键路径的操作。」

对于第一个阻塞点，因为读操作需要等待数据的返回，所以「第一个阻塞点**不能**异步执行。」

第二个阻塞点和第三个阻塞点，因为删除不需要返回具体的结果，因此都**可以**用子线程去异步执行。

「第四个阻塞点“AOF日志同步写”，**也可**启动子线程操作，不用让主线程等待AOF日志的写完成。」

第五个阻塞点 「“从库加载 RDB 文件”，从库要想对客户端提供数据存取服务，就必须把RDB文件加载完成，**不能**启用子进程。」