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Redis怎么搞读写分离,主要说说读者那块的优化和实现思路

Redis要实现读写分离,核心是搭建主从复制架构,简单说,就是弄一个主节点(Master)专门负责处理写操作(比如增、删、改),然后挂上多个从节点(Slave)来分担读操作(比如查询),数据从主节点自动同步到各个从节点,这样做的最大好处是,当读请求非常多的时候,可以把压力分散到多个从节点上,从而提升整个系统的处理能力,这里我们主要聚焦在“读”这一块的优化和实现思路。

读者那块的实现思路

最基础的一步是搭建主从复制,你需要配置好一个或多个Redis实例作为从节点,让它们去连接主节点并同步数据,这个配置过程不复杂,在从节点的配置文件里指定主节点的IP和端口就行,或者直接用命令来设置,一旦配置成功,从节点就会自动拉取主节点的数据副本,并在之后持续同步主节点的写操作,这样,你就有了几个和主节点数据一模一样的“读库”。

接下来是关键:应用程序怎么去读?这里有两种主要的思路。

第一种是在应用程序代码里硬编码,这种做法很直接,但不够灵活,你需要在写代码的时候,就明确规定哪些查询请求要发给主节点(比如那些对数据实时性要求极高的),哪些查询可以发给从节点,你的程序需要维护两个不同的Redis连接对象,一个指向主节点,一个或多个指向从节点,根据操作类型来选择连接,这种方法的问题是,如果将来从节点的地址变了,或者你想增加一个从节点,就需要修改代码并重新发布程序,比较麻烦。

第二种,也是更推荐的做法,是使用一个中间代理层,这个代理就像一个聪明的路由器,它站在应用程序和Redis集群中间,应用程序不用关心后面到底有多少个Redis实例,它只需要把所有的Redis请求都发给这个代理,代理会自己判断你的请求是读还是写:如果是写请求,它就转发给主节点;如果是读请求,它就会按照某种规则(比如轮询、随机或者看哪个从节点负载低)转发给其中一个从节点,市面上有一些现成的工具可以做这件事,比如Codis、Twemproxy,或者Redis官方推出的Redis Cluster(它本身也集成了分片和读写分离的能力),使用代理的好处是,对应用程序是透明的,应用代码几乎不用改动,当你的从节点需要扩容或缩容时,只需要在代理层进行配置,应用无感知,运维起来方便很多。

读者那块的优化思路

光实现还不够,要让读写分离的效果最大化,还需要进行优化,优化主要围绕几个方面:减轻主节点压力、保证读到最新数据、处理从节点延迟。

  1. 读负载均衡:当你有了多个从节点后,一个重要的问题是如何把读请求公平、高效地分发给它们,最简单的办法是轮询,也就是一个接一个地轮流分配,好一点的办法是考虑权重,如果某个从节点的硬件配置更好(比如内存更大、CPU更强),就可以给它分配更高的权重,让它处理更多的请求,更智能的办法是基于实时负载,代理层可以去探测各个从节点的当前连接数或者CPU使用率,优先把新请求发给最闲的那个节点,这样可以避免某个节点被压垮。

  2. 处理复制延迟带来的“脏读”问题:这是读写分离架构中一个非常经典且棘手的问题,因为数据从主节点同步到从节点需要时间,虽然这个时间通常极短(毫秒级),但在高并发场景下,它确实是存在的,这就可能导致一个现象:应用程序刚刚向主节点写入了一条数据,紧接着去从节点读取,却发现读不到刚写入的数据,或者读到的还是旧数据,这就是“脏读”。

    对于这个问题,没有一刀切的解决方案,需要根据业务对数据一致性的要求来权衡:

    • 容忍延迟:大多数业务场景下,比如文章的点赞数、用户的粉丝数,稍微晚一点点更新是可以接受的,这种情况下,直接用读写分离就好,不需要特殊处理。
    • 强制读主:对于一些对数据一致性要求极高的场景,比如下单后立刻查询订单详情、扣减库存后立刻查看库存,就必须读到最新的数据,对于这类操作,可以在代码里做个标记,强制指定这个读请求必须发往主节点,绕过从节点,这样就牺牲了一点读性能,换来了数据的强一致性。
    • 延迟监控与智能路由:这是一种更精巧的优化方案,有些高级的代理或客户端 SDK 可以监控每个从节点与主节点之间的复制延迟(通过对比复制偏移量),当应用程序发起一个读请求时,如果这个请求要求强一致性,代理可以自动将其路由到那些复制延迟最小(比如延迟为零)的从节点上,或者干脆直接路由到主节点。
  3. 连接管理:无论是应用程序直连还是通过代理连接,都需要妥善管理对从节点的连接,要实现连接池,避免频繁地创建和关闭连接带来的开销,客户端或代理需要有故障转移能力,也就是说,当它发现某个从节点宕机了或者网络不通了,要能自动不再向这个坏掉的节点发送请求,并将其从健康的节点列表中剔除,等这个节点恢复健康后,又能自动把它加回来继续提供服务,这个能力对于保证高可用性至关重要。

  4. 从节点本身的优化:从节点本身也是一个Redis实例,所以针对Redis的单机优化技巧同样适用,根据业务需求合理设置内存淘汰策略,避免内存被打满,还可以考虑开启持久化(虽然从节点持久化不是必须的,但有时可以减轻主节点压力),但要注意RDB快照或AOF重写时可能会对从节点性能产生影响。

Redis的读写分离在“读”这边的核心就是利用多个从节点分摊压力,并通过代理或智能客户端实现灵活的请求路由和负载均衡,优化的重点则在于平衡性能与一致性,并确保整个读取链路的高可用和健壮性,具体采用哪种策略,一定要根据自己业务的实际需求和可容忍的延迟时间来定。

(主要思路和优化点参考了《Redis设计与实现》、Redis官方文档关于复制的章节,以及一些技术社区如Stack Overflow、GitHub上关于读写分离常见问题的讨论。)

Redis怎么搞读写分离,主要说说读者那块的优化和实现思路