Redis常见的15个【坑】,避坑指南

一、常见命令

1.1 过期时间意外丢失

原因:

SET命令如果不设置过期时间,那么Redis会自动【擦除】这个key的过期时间

1.2 DEL命令阻塞redis

  • key是String类型时,DEL时间复杂度是O(1)
  • key是List/Hash/Set/ZSet类型,DEL时间复杂度是O(M),M为元素数量

1.3 RANDOMKEY阻塞redis

RANDOMKEY命令会从redis中随机取出一个key,首先会检查这个key是否过期,如果已经过期,那么Redis会删除它,这个过程就是懒惰清理;

清理完之后,redis还要找出一个【不过期】的key,返回给客户端。

整个流程就是这样的:【在master执行RANDOMKEY】

  1. master 随机取出一个 key,判断是否已过期

  2. 如果 key 已过期,删除它,继续随机取 key

  3. 以此循环往复,直到找到一个不过期的 key,返回

如果有大量key已经过期,还没来得及清理,这个循环就卡住了,耗时都花费在了清理过期key+寻找不过期key上。

【slave执行RANDOMKEY】

slave是不会主动清理过期key的,当一个key要过期时,master会先清理删除它,然后向slave发送一个DEL命令,告知slave也需要删除这个key,以此达到主从库的数据一致性。

1.4 SETBIT导致redis OOM

在使用setbit时,需要注意offset的大小,操作过大的offset也会引发redis的卡顿

1.5 MONITOR导致redis OOM

当执行monitor命令时,redis会把每条命令写到客户端的【输出缓冲区】中,然后客户端从这个缓冲区读取服务器返回的结果。

如果redis的QPS很高,会导致这个输出缓冲区内存持续增长,占用redis大量的内存资源,如果机器资源内存不足,将会面临OOM的风险。

二、数据持久化

两种持久化方式,rdb和aof

rdb是数据快照,而aof会记录每一个写命令到日志文件中。

2.1 master宕机,slave数据也跟着丢失

如果redis采用如下模式部署,就会发生数据丢失的问题

  • master-slave+哨兵部署实例
  • master没有开启数据持久化功能
  • Redis进程使用supervisor管理,并配置为【进程宕机,自动重启】

此时,如果master宕机,就会导致如下问题:

  • master宕机,哨兵还未完成切换,此时master进程立即被supervisor自动拉起
  • 但是master没有开启任何数据持久化,启动后是一个【空】实例
  • 此时slave为了跟master保持一致,会自动清空实例中的所有数据,导致slave也成了一个空实例

这样master和slave中的数据就全部丢失了。

这时,业务应用访问redis时,发现缓存中没有任何数据,就会把请求全部打到后端数据库中,进一步引发缓存雪崩,对业务影响非常大。

改进:

  • redis实例不使用进程管理工具自动拉起
  • master宕机后,让哨兵发起切换,把slave提升为master
  • 角色切换完成后,再重启master,使其退化为slave。

2.2 AOF everysec真的不会阻塞主线程吗?

这种方案的工作方式为:

redis后台线程每隔1秒,就会把AOF中的数据刷到磁盘上。【把aof刷盘的耗时操作,放到了后台子线程中去执行,避免了对主线程的影响】

刷盘流程:

  • 主线程在写 AOF page cache(write系统调用)前,先检查后台 fsync 是否已完成?

  • 后台 fsync已完成,主线程直接写AOF page cache

  • 未完成,则检查距离上次fsync过去多久?

  • 距离上次fsync成功在2秒内,那么主线程会直接返回,不写AOF page cache

  • 距离上次fsync成功大于2秒,主线程强制写AOF page cache

  • 由于磁盘IO负载过高,此时后台线程fsync会发生阻塞,那主线程在写AOF page cache时,也会发生阻塞等待(操作同一个 fd,fsync 和 write 是互斥的,一方必须等另一方成功才可以继续执行,否则阻塞等待)

即使配置的AOF刷盘策略是everysec,也依旧会有阻塞主线程的风险。

原因:磁盘IO负载过高导致fsync阻塞,进而导致主线程写AOF page cache也发生阻塞。

2.3 AOF everysec真的只会丢失1秒数据?

参考步骤4,后台线程在执行fsync刷盘时,主线程最多等待2秒不会写AOF page cache.

如果此时 Redis 发生了宕机,那么,AOF 文件中丢失是 2 秒的数据,而不是 1 秒!

为什么主线程会等待2秒不写AOF page cache?

  • 降低主线程阻塞的风险【如果无脑写AOF page cache,主线程会立即阻塞住】
  • 如果fsync阻塞,主线程就会给后台线程留出1秒的时间,等待fsync成功

2.4 RDB和AOF rewrite时,Redis发生OOM

redis在把RDB快照和AOF rewrite时,会采用创建子进程的方式,把实例中的数据持久化到磁盘上。

创建子进程时,会调用操作系统的fork函数,fork执行完成后,父进程和子进程会同时共享同一份内存数据。

此时父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。【先拷贝再修改,这里需要拷贝原有的内存数据到新内存中

如果业务特点是【写多读少】,且OPS非常高,在RDB和AOF 的rewrite期间,就会产生大量的内存拷贝工作,这期间修改key的范围越广,新申请的内存就越多,如果机器资源不足,就会面临OOM的风险

三、主从库同步

3.1 主从复制会丢数据吗?

会,redis的主从复制时采用【异步】方式进行的。

如果master突然宕机,可能会有部分数据未同步到slave的情况。

3.2 同样命令查询一个key,主从库却返回了不同的结果

如果一个key已经过期,但是这个key还未被master清理,此时在slave上查询这个key,会返回什么结果?

返回结果取决于以下因素:

  • redis版本【3.2以下版本,在slave上查询一个key时,并不会判断这个key是否已经过期,而是无脑返回给客户端结果】
  • 具体执行的命令
  • 机器时钟【根据本机时钟判断是否过期】

slave 查询过期 key,经历了 3 个阶段:

  1. 3.2 以下版本,key 过期未被清理,无论哪个命令,查询 slave,均正常返回 value

  2. 3.2 - 4.0.11 版本,查询数据返回 NULL,但 EXISTS 依旧返回 true

  3. 4.0.11 以上版本,所有命令均已修复,过期 key 在 slave 上查询,均返回「不存在」

3.3 主从切换导致缓存雪崩

如果slave的机器时钟比master快很多,从slave的角度来看,redis中的数据存在大量过期。

此时如果操作【主从切换】,把slave提升为新的master,成为master后就会开始大量清理过期key,就会导致以下结果:

  • master大量清理过期key,主线程发生阻塞,此时无法处理客户端请求
  • redis中数据大量过期,引发雪崩

当 master / slave 机器时钟严重不一致时,对业务的影响非常大!

所以,如果你是 DBA 运维,一定要保证主从库的机器时钟一致性,避免发生这些问题。

3.4 master/slave大量数据不一致

redis的maxmemory配置可以控制整个实例的内存使用上限,超过这个上限,并且配置了淘汰策略,那么实例就开始淘汰数据。

如果master/slave配置的maxmemory不一样,那此时就会发生数据不一致。

5.0版本增加了一个配置项:replica-ignore-maxmemory,默认 yes

3.5 slave竟然有内存泄漏的问题

redis内存泄漏

  • redis使用的是4.0以下版本
  • slave的配置项为read-only=no(从库可写)
  • 向slave写入了有过期时间的key

这时的 slave 就会发生内存泄露:slave 中的 key,即使到了过期时间,也不会自动清理。

如果你不主动删除它,那这些 key 就会一直残留在 slave 内存中,消耗 slave 的内存。

最麻烦的是,你使用命令查询这些 key,却还查不到任何结果!

4.0以上版本修复了这个问题

最好的方案是:

制定一个redis使用规范,slave必须强制设置为read-only,不允许写,这样不仅可以保证master/slave的数据一致性,还避免了slave内存泄漏的问题。

3.6 为什么主从全量同步一直失败

redis的【复制风暴】

主从全量同步失败,又重新开始同步,之后又同步失败,以此往复,恶性循环,持续浪费机器资源。

导致该问题的原因:

  • master的实例数据过大,slave在加载RDB时耗时过长
  • 复制缓冲区配置过小
  • master写请求量很大

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