热点数据

问题描述

​ 我们经常看见市面上的秒杀,明星八卦,这些在某一个时段会带来大量的访问流量,如果设计不好系统,使得单点数据访问流量瞬间过于集中,这个时候缓存压力剧增,超出了服务器承受的时候,会导致缓存不可用,这个时候会带来缓存击穿,全部落在了数据库上,从而诱发一系列缓存雪崩问题!

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解决办法

通过将数据的写入与读取分散去各个节点,通过数据复制到达各个节点数据一致性的目的。在写少的情形下,master节点写入数据,在读取请求压力大的情形下,配置多个slave节点,数据横向同步(拓扑结构)。结合Redis Sentinel (或其他高可用技术)实现缓存节点的高可用。

热点key不过期

如果key存在,那么不要设置key过期时间,如果key对应的数据不可用(比如删除了),那么从缓存中删除key。从请求来说,如果在缓存找到对应的key,表明该key及其value就是用户需要的数据。如果缓存中不存在对应的key,表明无对应的数据,返回空值。比如微博发来爆料某明星文章,短时间内访问量直接上升,如果key不过期,那么请求永远命中缓存。只有当文章被删除的时候,才从缓存中删除对应的key,如果此时还有请求访问,在缓存中查无数据时,直接返回空值,表明文章被删除。当然也可以更新key对应的value值,返回想要表达的value。

Redis Sentinel
为什么使用哨兵模式:

主从切换技术的方法是:当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换为主服务器,这就需要人工干预,费事费力,还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式,更多时候,我们优先考虑哨兵模式。

哨兵模式的意义

通过发送命令,让Redis服务器返回监控其运行状态,包括主服务器和从服务器。

当哨兵监测到master宕机,会自动将slave切换成master,然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器,修改配置文件,让它们切换主机。

假设主服务器宕机,哨兵1先检测到这个结果,系统并不会马上进行failover过程,仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用,这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用,并且数量达到一定值时,那么哨兵之间就会进行一次投票,投票的结果由一个哨兵发起,进行failover操作。切换成功后,就会通过发布订阅模式,让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机,这个过程称为客观下线。这样对于客户端而言,一切都是透明的。

连接redis的时候连接哨兵就可以,会自动返回响应的结果

java使用哨兵模式

/**
 * 测试Redis哨兵模式
 * @author liu
 */
public class TestSentinels {
    @SuppressWarnings("resource")
    @Test
    public void testSentinel() {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(10);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(5);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(5);
        // 哨兵信息
        Set<String> sentinels = new HashSet<>(Arrays.asList("192.168.11.128:26379",
                "192.168.11.129:26379","192.168.11.130:26379"));
        // 创建连接池
        JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels,jedisPoolConfig,"123456");
        // 获取客户端
        Jedis jedis = pool.getResource();
        // 执行两个命令
        jedis.set("mykey", "myvalue");
        String value = jedis.get("mykey");
        System.out.println(value);
    }
}

spring配置Redis

        <bean id = "poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
            <!-- 最大空闲数 -->
            <property name="maxIdle" value="50"></property>
            <!-- 最大连接数 -->
            <property name="maxTotal" value="100"></property>
            <!-- 最大等待时间 -->
            <property name="maxWaitMillis" value="20000"></property>
        </bean>
        
        <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
            <constructor-arg name="poolConfig" ref="poolConfig"></constructor-arg>
            <constructor-arg name="sentinelConfig" ref="sentinelConfig"></constructor-arg>
            <property name="password" value="123456"></property>
        </bean>
        
        <!-- JDK序列化器 -->
        <bean id="jdkSerializationRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"></bean>
        
        <!-- String序列化器 -->
        <bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"></bean>
        
        <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
            <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory"></property>
            <property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
            <property name="defaultSerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
            <property name="valueSerializer" ref="jdkSerializationRedisSerializer"></property>
        </bean>
        
        <!-- 哨兵配置 -->
        <bean id="sentinelConfig" class="org.springframework.data.redis.connection.RedisSentinelConfiguration">
            <!-- 服务名称 -->
            <property name="master">
                <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                    <property name="name" value="mymaster"></property>
                </bean>
            </property>
            <!-- 哨兵服务IP和端口 -->
            <property name="sentinels">
                <set>
                    <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                        <constructor-arg name="host" value="192.168.11.128"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                    </bean>
                    <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                        <constructor-arg name="host" value="192.168.11.129"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                    </bean>
                    <bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
                        <constructor-arg name="host" value="192.168.11.130"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
                    </bean>
                </set>
            </property>
        </bean>

Redis配置哨兵模式

配置3个哨兵和1主2从的Redis服务器来演示这个过程。

服务类型 是否是主服务器 IP地址 端口
Redis 192.168.11.128 6379
Redis 192.168.11.129 6379
Redis 192.168.11.130 6379
Sentinel - 192.168.11.128 26379
Sentinel - 192.168.11.129 26379
Sentinel - 192.168.11.130 26379

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多哨兵监控Redis

首先配置Redis的主从服务器,修改redis.conf文件如下

# 使得Redis服务器可以跨网络访问
bind 0.0.0.0
# 设置密码
requirepass "123456"
# 指定主服务器,注意:有关slaveof的配置只是配置从服务器,主服务器不需要配置
slaveof 192.168.11.128 6379
# 主服务器密码,注意:有关slaveof的配置只是配置从服务器,主服务器不需要配置
masterauth 123456

上述内容主要是配置Redis服务器,从服务器比主服务器多一个slaveof的配置和密码。

配置3个哨兵,每个哨兵的配置都是一样的。在Redis安装目录下有一个sentinel.conf文件,copy一份进行修改

# 禁止保护模式
protected-mode no
# 配置监听的主服务器,这里sentinel monitor代表监控,mymaster代表服务器的名称,可以自定义,192.168.11.128代表监控的主服务器,6379代表端口,2代表只有两个或两个以上的哨兵认为主服务器不可用的时候,才会进行failover操作。
sentinel monitor mymaster 192.168.11.128 6379 2
# sentinel author-pass定义服务的密码,mymaster是服务名称,123456是Redis服务器密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster 123456

上述关闭了保护模式,便于测试。

有了上述的修改,我们可以进入Redis的安装目录的src目录,通过下面的命令启动服务器和哨兵

# 启动Redis服务器进程
./redis-server ../redis.conf
# 启动哨兵进程
./redis-sentinel ../sentinel.conf

注意启动的顺序。**首先是主机(192.168.11.128)的Redis服务进程,然后启动从机的服务进程,最后启动3个哨兵的服务进程。

哨兵模式的其他配置项

配置项 参数类型 作用
port 整数 启动哨兵进程端口
dir 文件夹目录 哨兵进程服务临时文件夹,默认为/tmp,要保证有可写入的权限
sentinel down-after-milliseconds <服务名称><毫秒数(整数)> 指定哨兵在监控Redis服务时,当Redis服务在一个默认毫秒数内都无法回答时,单个哨兵认为的主观下线时间,默认为30000(30秒)
sentinel parallel-syncs <服务名称><服务器数(整数)> 指定可以有多少个Redis服务同步新的主机,一般而言,这个数字越小同步时间越长,而越大,则对网络资源要求越高
sentinel failover-timeout <服务名称><毫秒数(整数)> 指定故障切换允许的毫秒数,超过这个时间,就认为故障切换失败,默认为3分钟
sentinel notification-script <服务名称><脚本路径> 指定sentinel检测到该监控的redis实例指向的实例异常时,调用的报警脚本。该配置项可选,比较常用

sentinel down-after-milliseconds配置项只是一个哨兵在超过规定时间依旧没有得到响应后,会自己认为主机不可用。对于其他哨兵而言,并不是这样认为。哨兵会记录这个消息,当拥有认为主观下线的哨兵达到sentinel monitor所配置的数量时,就会发起一次投票,进行failover,此时哨兵会重写Redis的哨兵配置文件,以适应新场景的需要。