Redis 终结者？性能是Redis25倍的Dragonfly内

2023-04-22 本文已影响0人 ___n

Dragonfly是一种针对现代应用程序负荷需求而构建的内存数据库，在多线程、Shared-nothing 架构之上实现了全新的算法和数据结构，单实例支持百万 QPS。完全兼容Redis和Memcached的 API，迁移时无需修改任何代码。相比于这些传统的内存数据库，Dragonfly提供了其25倍的吞吐量，高缓存命中率和低尾延迟，同时Dragonfly还能轻松进行垂直扩展。
近日正式发布了 1.0 版本，开发团队称已支持在生产环境使用，他们针对四个关键领域 —— 性能、扩展性、效率和可靠性投入了大量的开发资源。

基准测试

Dragonfly在c6gn.16xlarge上达到了每秒380万个查询（QPS），相比于Redis，吞吐量提高了25倍。

在Dragonfly的峰值吞吐量下，P99延迟如下：

op	r6g	c6gn	c7g
set	0.8ms	1ms	1ms
get	0.9ms	0.9ms	0.8ms
setex	0.9ms	1.1ms	1.3ms

所有基准测试均使用memtier_benchmark（见下文），根据服务器类型和实例类型调整线程数。memtier运行在独立的c6gn.16xlarge机器上。对于setex基准测试，我们使用了500的到期范围，以便其能够存活直到测试结束。

  memtier_benchmark --ratio ... -t <threads> -c 30 -n 200000 --distinct-client-seed -d 256 \
     --expiry-range=...

当以管道模式运行，并设置参数--pipeline=30时，Dragonfly可以实现10M qps的SET操作和 15M qps的GET操作。

Memcached / Dragonfly

我们在 AWS 的 c6gn.16xlarge 实例上比较了 memcached 和 Dragonfly。如下图所示，与 memcached 相比，Dragonfly 的吞吐量在读写两方面上都占据了优势，并且在延迟方面也还不错。对于写入工作，Dragonfly 的延迟更低，这是由于在 memcached 的写入路径上存在竞争（请参见此处）。

SET benchmark

Server	QPS(thousands qps)	latency 99%	99.9%
Dragonfly	🟩 3844	🟩 0.9ms	🟩 2.4ms
Memcached	806	1.6ms	3.2ms

GET benchmark

Server	QPS(thousands qps)	latency 99%	99.9%
Dragonfly	🟩 3717	1ms	2.4ms
Memcached	2100	🟩 0.34ms	🟩 0.6ms

对于读取基准测试，Memcached 表现出了更低的延迟，但在吞吐量方面比不上Dragonfly。

内存效率

在接下来的测试中，我们使用 debug populate 5000000 key 1024 命令向 Dragonfly 和 Redis 分别写入了约 5GB 的数据。然后我们使用 memtier 发送更新流量并使用 "bgsave" 命令启动快照。下图清楚地展示了这两个服务器在内存效率方面的表现。

在空闲状态下，Dragonfly 比 Redis 节省约 30% 的内存。在快照阶段，Dragonfly 也没有显示出任何明显的内存增加。但同时，Redis 在峰值时的内存几乎达到了 Dragonfly 的 3 倍。 Dragonfly 完成快照也很快，仅在启动后几秒钟内就完成了。有关 Dragonfly 内存效率的更多信息参见 dashtable 文档。

安装使用

使用起来很简单，先下载软件包，目前最新的版本是 v1.1.2
https://github.com/dragonflydb/dragonfly/releases
解压后，linux 环境下直接执行就行，如果报错缺少依赖包，根据提示安装即可。

./dragonfly-x86_64 --logtostderr \
--requirepass=youshallnotpass --cache_mode=true \
-dbnum 1 --bind localhost --port 6379  \
--save_schedule "*:30" --maxmemory=12gb \
--keys_output_limit=12288 --dbfilename dump.rdb

目前，Dragonfly 支持以下 Redis 特定参数：

port：Redis 连接端口，默认为 6379。
bind：使用本地主机名仅允许本地连接，使用公共 IP 地址允许外部连接到该 IP 地址。
requirepass：AUTH 认证密码，默认为空""。
maxmemory：限制数据库使用的最大内存（以字节为单位）。0 表示程序将自动确定其最大内存使用量。默认为 0。
dir：默认情况下，dragonfly docker 使用 /data 文件夹进行快照。CLI 使用的是 ""。你可以使用 -v docker 选项将其映射到主机文件夹。
dbfilename：保存/加载数据库的文件名。默认为 "dump"；

此外，还有 Dragonfly 特定的参数选项：

memcache_port：在此端口上启用 memcached 兼容的 API。默认禁用。
keys_output_limit：在keys 命令中返回的最大键数。默认为 8192。

keys 命令是危险命令。我们会截断结果以避免在获取太多key时内存溢出。
dbnum：select 支持的最大数据库数。
cache_mode：请参见下面的缓存部分。
hz：键到期评估频率。默认为 100。空闲时，使用较低的频率可以占用较少的 CPU资源，但这会导致清理过期键的速度下降。
save_schedule：以UTC 时间规范保存快照，格式： HH:MM（24 小时制时间）。默认为空""。
primary_port_http_enabled：如果为 true，则允许在主 TCP 端口上访问 http 控制台。默认为 true。
admin_port：如果设置，将在指定的端口上启用对控制台的管理访问。支持 HTTP 和 RESP 协议。默认禁用。
admin_bind：如果设置，将管理控制台 TCP 连接绑定到给定地址。支持 HTTP 和 RESP 协议。默认为any。
cluster_mode：支持集群模式。目前仅支持 emulated。默认为空""。
cluster_announce_ip：集群模式下向客户端公开的 IP。

添加 systemctl 管理

[Unit]
Description=dragonfly

[Service]
Type = simple
User = root
Group = root
ExecStart=/usr/local/dragonfly/dragonfly-x86_64 --logtostderr --requirepass=youshallnotpass --cache_mode=true -dbnum 1 --bind "*" --port 6379  --save_schedule "*:30" --maxmemory=12gb --keys_output_limit=12288 --dbfilename dump.rdb
ExecStop=/bin/kill $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

docker 下只需要

docker run --network=host --ulimit memlock=-1 docker.dragonflydb.io/dragonflydb/dragonfly

docker容器启动后，默认端口6379

Dragonfly实现缓存与 Redis 的 LRU 不同，它可以抵抗近期流量的波动。
不需要像 Redis 中那样的随机抽样或其他近似值，每个项目的内存开销为零，具有非常小 O(1)的运行时开销，这是一种新颖的缓存设计方法。