redis 详解系列之四（阻塞）

redis 阻塞简介

redis是单线程架构，所有读写操作都是在一个线程上进行的，如果某个命令造成了阻塞，哪怕是轻微的阻塞，都会造成整个应用性能的下降，我们应该理解redis阻塞的造成原因，以及防治手段，以便更好的发挥redis的高性能，提升整个应用的性能。

redis阻塞的原因分析

内在原因

• 使用命令不当，使用数据结构不合理等因素，比如hgetall命令，时间复杂度O(n)，如果元素比较多，执行速度会慢，我们应该尽量避免使用时间复杂度是O(n)的命令，而应该使用时间复杂度为O(1)上午命令代替。关于各个命令的时间复杂度，可以参考这篇文章redis命令时间复杂度。另外可以通过使用慢查询，排查出那些执行命令很慢的情况，将那些时间复杂度大的尽量使用时间复杂度小的去代替，比如hgetall用hmget代替，避免使用遍历命令。关于慢查询，可以参考这篇文章redis慢查询。也可以将大对象拆分成小对象，防止一次性操作过多无用的数据，关于如何发现大对象数据，可以用命令redis-cli --bigkeys，具体可参考客户端命令。
• CPU饱和 也是造成Redis阻塞的一个内在原因，由于redis的单线程架构，使得只能使用一个CPU，当这个CPU的使用率达到100%时，就无法有效处理其他的命令了，这是会影响服务器的吞吐量和应用的的稳定性，可以使用统计命令redis-cli --stat 查看造成CPU饱和的原因
• 持久化阻塞
  当redis开启了持久化功能时，也有可能存在持久化阻塞，主要原因有fork阻塞，刷盘阻塞等。

外在原因

• CPU竞争，redis是CPU密集型应用，最后不要和其他多核CPU密集型应用部署在一起，当其他进程过度消耗时，会抢占redis的CPU，造成吞吐量下降，所以部署redis应用时，要注意这点。另外，为了充分利用多核CPU的机器，一台机器通常会部署多个实例，常见的一种优化是绑定CPU，来降低CPU切换带来的开销，但是这种手段不适用于开了持久化或参与复制的主节点，应该持久化fork的子进程可能会和主进程用于同一个CPU，造成阻塞。
• 内存交换是操作系统把内存与硬盘互换的操作，由于redis的数据在内存中，速度才会快，如果发生内存交换，会严重影响性能。可以通过Redis的进程ID查询是否存在内存交换

# redis-cli -p 6383 info server|grep process_id

根据进程id查询交换信息(若进程id是4444)

cat /proc/4444/smaps|grep Swap

为了防止发生内存交换，要确保redis所在机器有足够的内存，也可设置redis最大可用内存，防止内存暴涨。

• 网络问题，当出现网络闪断，连接数溢出时，客户端会无法连接，，网络闪断指的是一般发生在网络割接和带宽耗尽的情况；redis可配置客户端的最大连接数，当客户端频繁连接，生命周期比较小的场景下，redis不会关闭无效的连接，导致redis连接数达到最大并且无法释放。这时可以设置tcp-keeplive和timeout参数，让redis主动检查和关闭无效连接。网络延迟情况也是一种因素，这种情况阻塞主要是客户端与服务端直接网络的情况，网络不好的时候会造成很大的延迟，进而造成redis阻塞。

参考书

《redis开发与运维（付磊）》