谈一谈我与分布式缓存的那些事(上)

Redis在互联网大数据平台有着广泛的应用,主要被用来缓存热点数据,避免海量请求压垮数据库,同时可以提升服务节点的响应速度和并发量。

我们公司也基于Redis搭建自己的缓存服务。

简单来说,我们使用的是 SmartSDK + DeveProxy(自定义开发) + Redis Master/Slave的模式。

好买财富 - 分布式缓存系统拓扑图

对Redis各种玩法有了解的小伙伴应该知道,随着数据量的增多,由于redis是占用单台物理机或虚机的内存,内存资源是有限的,要动态地扩容缩容,就需要用到redis集群。

当前好买财富的分布式缓存采取的是 “方案三”,下面我以Java语言为基础,简单的介绍下经历过的其他三种Redis方案。


一、直连 - 客户端分片,Redis单节点

图1


优点

不使用第三方中间件,实现方法和代码可以自己掌控并且可随时调整。这种分片性能比代理式更好(因为少了分发环节),分发压力在客户端,无服务端压力增加。

缺点

不能平滑地水平扩容,扩容/缩容时,必须手动调整分片程序,出现故障不能自动转移,难以运维。


二、直连 - 客户端直连Redis集群

图2

Redis 3.0.0 在 2015 年 4 月 2 日正式发布,距今已有两年多的时间。Redis 集群采用 P2P 模式,无中心化。把 key 分成 16384 个 slot,每个实例负责一部分 slot。客户端请求对应的数据,若该实例 slot 没有对应的数据,该实例会转发给对应的实例。另外,Redis 集群通过 Gossip 协议同步节点信息。

优点:

1、组件 all-in-box,部署简单,节约机器资源

2、性能比 proxy 模式好

3、自动故障转移、Slot 迁移中数据可用

4、官方原生集群方案,更新与支持有保障

缺点:

1、架构比较新,最佳实践较少

2、多键操作支持有限(驱动可以曲线救国)

3、为了性能提升,客户端需要缓存路由表信息

4、节点发现、reshard 操作不够自动化


三(*)、代理 - 通过自研代理服务,转发Redis主/从

图3

优点

运维成本低,业务方不用关心后端 Redis 实例,跟操作 Redis 一样。Proxy 的逻辑和存储的逻辑是隔离的

缺点

1、代理层多了一次转发,性能有所损耗

2、进行扩容/缩容时候,部分数据可能会失效,需要手动进行迁移,对运维要求较高,而且难以做到平滑的扩缩容

3、出现故障,不能自动转移,运维性很差

4、动态数据迁移非常麻烦


四、代理 - 通过自研代理服务,转发Redis集群

图4


优点

1、提供一套 HTTP Restful 接口,隔离底层存储。对客户端完全透明,跨语言调用。

2、升级维护较为容易,维护 Redis Cluster,只需要平滑升级 Proxy。

3、层次化存储,底层存储做冷热异构存储。

4、权限控制,Proxy 可以通过秘钥控制白名单,把一些不合法的请求都过滤掉。并

5、且也可以控制用户请求的超大 Value 进行控制,和过滤。

6、安全性,可以屏蔽掉一些危险命令,比如 Keys、Save、Flush All 等。

7、容量控制,根据不同用户容量申请进行容量限制。

8、资源逻辑隔离,根据不同用户的 Key 加上前缀,来进行资源隔离。

9、监控埋点,对于不同的接口进行埋点监控等信息。

缺点

1、代理依旧影响性能

2、组件过多,需要很多机器资源

3、修改了 Redis 代码,导致和官方无法同步,新特性跟进缓慢

4、开发团队准备主推基于 Redis 改造的 reborndb

以上四种方式,在我所经历的应用场景中,曾被多次使用,但很明显,或许是因为有着自研情怀,我跟愿意选择具有自研基础的线路。

当然,也在业内听过其他朋友使用过一些成熟的开源产品。


五、开源 - Codis

图5

Codis 是由豌豆荚开源的产品,涉及组件众多,其中 ZooKeeper 存放路由表和代理节点元数据、分发 Codis-Config 的命令;Codis-Config 是集成管理工具,有 Web 界面供使用;Codis-Proxy 是一个兼容 Redis 协议的无状态代理;Codis-Redis 基于 Redis 2.8 版本二次开发,加入 slot 支持,方便迁移数据。

From: https://github.com/CodisLabs/codis

优点:

1、开发简单,对应用几乎透明

2、性能比 Twemproxy 好

3、有图形化界面,扩容容易,运维方便

缺点:

1、代理依旧影响性能

2、组件过多,需要很多机器资源

3、修改了 Redis 代码,导致和官方无法同步,新特性跟进缓慢

4、开发团队准备主推基于 Redis 改造的 reborndb



参考文章:

https://www.linuxprobe.com/redis-high-availability.html

https://blog.csdn.net/u011277123/article/details/55002024

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