华为od 面试八股文_Redis_04_含答案

目录

1.Redis常见性能问题和解决方案?

2.说说为什么Redis过期了为什么内存没释放?

3.Redis突然变慢,有哪些原因?

4.为什么 Redis 集群的最大槽数是 16384 个?


1.Redis常见性能问题和解决方案?

  1. Master最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和AOF日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化。
  2. 如果数据比较关键,某个Slave开启AOF备份数据,策略为每秒同步一次。
  3. 为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave和Master最好在同一个局域网内。
  4. 尽量避免在压力较大的主库上增加从库
  5. Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件,AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源,导致服务load过高,出现短暂服务暂停现象。
  6. 为了Master的稳定性,主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更稳定,即主从关系为:Master<–Slave1<–Slave2<–Slave3…,这样的结构也方便解决单点故障问题,实现Slave对Master的替换,也即,如果Master挂了,可以立马启用Slave1做Master,其他不变。

2.说说为什么Redis过期了为什么内存没释放?

第一种情况,可能是覆盖之前的key,导致key过期时间发生了改变。

当一个key在Redis中已经存在了,但是由于一些误操作使得key过期时间发生了改变,从而导致这个key在应该过期的时间内并没有过期,从而造成内存的占用。

第二种情况是,Redis过期key的处理策略导致内存没释放。

一般Redis对过期key的处理策略有两种:惰性删除和定时删除。

先说惰性删除的情况

当一个key已经确定设置了xx秒过期同时中间也没有修改它,xx秒之后它确实已经过期了,但是惰性删除的策略它并不会马上删除这个key,而是当再次读写这个key时它才会去检查是否过期,如果过期了就会删除这个key。也就是说,惰性删除策略下,就算key过期了,也不会立刻释放内容,要等到下一次读写这个key才会删除key。

而定时删除会在一定时间内主动淘汰一部分已经过期的数据,默认的时间是每100ms过期一次。因为定时删除策略每次只会淘汰一部分过期key,而不是所有的过期key,如果redis中数据比较多的话要是一次性全量删除对服务器的压力比较大,每一次只挑一批进行删除,所以很可能出现部分已经过期的key并没有及时的被清理掉,从而导致内存没有即时被释放。

3.Redis突然变慢,有哪些原因?

  1. 存在bigkey。如果Redis实例中存储了 bigkey,那么在淘汰删除 bigkey 释放内存时,也会耗时比较久。应该避免存储 bigkey,降低释放内存的耗时。

  2. 如果Redis 实例设置了内存上限 maxmemory,有可能导致 Redis 变慢。当 Redis 内存达到 maxmemory 后,每次写入新的数据之前,Redis 必须先从实例中踢出一部分数据,让整个实例的内存维持在 maxmemory 之下,然后才能把新数据写进来。

  3. 开启了内存大页。当 Redis 在执行后台 RDB 和 AOF rewrite 时,采用 fork 子进程的方式来处理。但主进程 fork 子进程后,此时的主进程依旧是可以接收写请求的,而进来的写请求,会采用 Copy On Write(写时复制)的方式操作内存数据。

    什么是写时复制?

    这样做的好处是,父进程有任何写操作,并不会影响子进程的数据持久化。

    不过,主进程在拷贝内存数据时,会涉及到新内存的申请,如果此时操作系统开启了内存大页,那么在此期间,客户端即便只修改 10B 的数据,Redis 在申请内存时也会以 2MB 为单位向操作系统申请,申请内存的耗时变长,进而导致每个写请求的延迟增加,影响到 Redis 性能。

    解决方案就是关闭内存大页机制。

  4. 使用了Swap。操作系统为了缓解内存不足对应用程序的影响,允许把一部分内存中的数据换到磁盘上,以达到应用程序对内存使用的缓冲,这些内存数据被换到磁盘上的区域,就是 Swap。当内存中的数据被换到磁盘上后,Redis 再访问这些数据时,就需要从磁盘上读取,访问磁盘的速度要比访问内存慢几百倍。尤其是针对 Redis 这种对性能要求极高、性能极其敏感的数据库来说,这个操作延时是无法接受的。解决方案就是增加机器的内存,让 Redis 有足够的内存可以使用。或者整理内存空间,释放出足够的内存供 Redis 使用

  5. 网络带宽过载。网络带宽过载的情况下,服务器在 TCP 层和网络层就会出现数据包发送延迟、丢包等情况。Redis 的高性能,除了操作内存之外,就在于网络 IO 了,如果网络 IO 存在瓶颈,那么也会严重影响 Redis 的性能。解决方案:1、及时确认占满网络带宽 Redis 实例,如果属于正常的业务访问,那就需要及时扩容或迁移实例了,避免因为这个实例流量过大,影响这个机器的其他实例。2、运维层面,需要对 Redis 机器的各项指标增加监控,包括网络流量,在网络流量达到一定阈值时提前报警,及时确认和扩容。

  6. 频繁短连接。频繁的短连接会导致 Redis 大量时间耗费在连接的建立和释放上,TCP 的三次握手和四次挥手同样也会增加访问延迟。应用应该使用长连接操作 Redis,避免频繁的短连接。

4.为什么 Redis 集群的最大槽数是 16384 个?

Redis Cluster 采用数据分片机制,定义了 16384个 Slot槽位,集群中的每个Redis 实例负责维护一部分槽以及槽所映射的键值数据。

Redis每个节点之间会定期发送ping/pong消息(心跳包包含了其他节点的数据),用于交换数据信息。

Redis集群的节点会按照以下规则发ping消息:

  • (1)每秒会随机选取5个节点,找出最久没有通信的节点发送ping消息
  • (2)每100毫秒都会扫描本地节点列表,如果发现节点最近一次接受pong消息的时间大于cluster-node-timeout/2 则立刻发送ping消息

心跳包的消息头里面有个myslots的char数组,是一个bitmap,每一个位代表一个槽,如果该位为1,表示这个槽是属于这个节点的。

接下来,解答为什么 Redis 集群的最大槽数是 16384 个,而不是65536 个。

1、如果采用 16384 个插槽,那么心跳包的消息头占用空间 2KB (16384/8);如果采用 65536 个插槽,那么心跳包的消息头占用空间 8KB (65536/8)。可见采用 65536 个插槽,发送心跳信息的消息头达8k,比较浪费带宽

2、一般情况下一个Redis集群不会有超过1000个master节点,太多可能导致网络拥堵。

3、哈希槽是通过一张bitmap的形式来保存的,在传输过程中,会对bitmap进行压缩。bitmap的填充率越低,压缩率越高。其中bitmap 填充率 = slots / N (N表示节点数)。所以,插槽数越低, 填充率会降低,压缩率会提高。

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