天天看点

12 企业级解决方案

企业级解决方案

缓存预热

缓存雪崩

缓存击穿

缓存穿透

性能指标监控

“宕机”

服务器启动后迅速宕机

问题排查

请求数量较高

主从之间数据吞吐量较大,数据同步操作频度较高

前置准备工作:

日常例行统计数据访问记录,统计访问频度较高的热点数据

利用LRU数据删除策略,构建数据留存队列

例如:storm与kafka配合

准备工作:

将统计结果中的数据分类,根据级别,redis优先加载级别较高的热点数据

利用分布式多服务器同时进行数据读取,提速数据加载过程

热点数据主从同时预热

实施:

使用脚本程序固定触发数据预热过程

如果条件允许,使用了CDN(内容分发网络),效果会更好

总结

缓存预热就是系统启动前,提前将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。避免在用户请求的时候,先查询数据库,然后再将数据缓

存的问题!用户直接查询事先被预热的缓存数据

数据库服务器崩溃(1)

系统平稳运行过程中,忽然数据库连接量激增

应用服务器无法及时处理请求

大量408,500错误页面出现

客户反复刷新页面获取数据

数据库崩溃

应用服务器崩溃

重启应用服务器无效

Redis服务器崩溃

Redis集群崩溃

重启数据库后再次被瞬间流量放倒

在一个较短的时间内,缓存中较多的key集中过期

此周期内请求访问过期的数据,redis未命中,redis向数据库获取数据

数据库同时接收到大量的请求无法及时处理

Redis大量请求被积压,开始出现超时现象

数据库流量激增,数据库崩溃

重启后仍然面对缓存中无数据可用

Redis服务器资源被严重占用,Redis服务器崩溃

Redis集群呈现崩塌,集群瓦解

应用服务器无法及时得到数据响应请求,来自客户端的请求数量越来越多,应用服务器崩溃

应用服务器,redis,数据库全部重启,效果不理想

问题分析

短时间范围内

大量key集中过期

更多的页面静态化处理

构建多级缓存架构

Nginx缓存+redis缓存+ehcache缓存

检测Mysql严重耗时业务进行优化

对数据库的瓶颈排查:例如超时查询、耗时较高事务等

灾难预警机制

监控redis服务器性能指标

 CPU占用、CPU使用率

 内存容量

 查询平均响应时间

 线程数

限流、降级

短时间范围内牺牲一些客户体验,限制一部分请求访问,降低应用服务器压力,待业务低速运转后再逐步放开访问

LRU与LFU切换

数据有效期策略调整

 根据业务数据有效期进行分类错峰,A类90分钟,B类80分钟,C类70分钟

 过期时间使用固定时间+随机值的形式,稀释集中到期的key的数量

超热数据使用永久key

定期维护(自动+人工)

对即将过期数据做访问量分析,确认是否延时,配合访问量统计,做热点数据的延时

加锁

慎用

缓存雪崩就是瞬间过期数据量太大,导致对数据库服务器造成压力。如能够有效避免过期时间集中,可以有效解决雪崩现象的出现(约40%),配合其他策略一起使用,并监控服务器的运行数据,根据运行记录做快速调整

数据库服务器崩溃(2)

系统平稳运行过程中

数据库连接量瞬间激增

Redis服务器无大量key过期

Redis内存平稳,无波动

Redis服务器CPU正常

Redis中某个key过期,该key访问量巨大

多个数据请求从服务器直接压到Redis后,均未命中

Redis在短时间内发起了大量对数据库中同一数据的访问

单个key高热数据

key过期

预先设定

以电商为例,每个商家根据店铺等级,指定若干款主打商品,在购物节期间,加大此类信息key的过期时长

注意:购物节不仅仅指当天,以及后续若干天,访问峰值呈现逐渐降低的趋势

现场调整

监控访问量,对自然流量激增的数据延长过期时间或设置为永久性key

后台刷新数据

启动定时任务,高峰期来临之前,刷新数据有效期,确保不丢失

二级缓存

设置不同的失效时间,保障不会被同时淘汰就行

分布式锁,防止被击穿,但是要注意也是性能瓶颈,慎重!

缓存击穿就是单个高热数据过期的瞬间,数据访问量较大,未命中redis后,发起了大量对同一数据的数据库访问,导致对数据库服

务器造成压力。应对策略应该在业务数据分析与预防方面进行,配合运行监控测试与即时调整策略,毕竟单个key的过期监控难度

较高,配合雪崩处理策略即可。

数据库服务器崩溃(3)

应用服务器流量随时间增量较大

Redis服务器命中率随时间逐步降低

Redis内存平稳,内存无压力

Redis服务器CPU占用激增

数据库服务器压力激增

Redis中大面积出现未命中

出现非正常URL访问

 获取的数据在数据库中也不存在,数据库查询未得到对应数据

 Redis获取到null数据未进行持久化,直接返回

 下次此类数据到达重复上述过程

 出现黑客攻击服务器

缓存null

对查询结果为null的数据进行缓存(长期使用,定期清理),设定短时限,例如30-60秒,最高5分钟

白名单策略

 提前预热各种分类数据id对应的bitmaps,id作为bitmaps的offset,相当于设置了数据白名单。当加载正常数据时,放

行,加载异常数据时直接拦截(效率偏低)

 使用布隆过滤器(有关布隆过滤器的命中问题对当前状况可以忽略)

实施监控

实时监控redis命中率(业务正常范围时,通常会有一个波动值)与null数据的占比

 非活动时段波动:通常检测3-5倍,超过5倍纳入重点排查对象

 活动时段波动:通常检测10-50倍,超过50倍纳入重点排查对象

根据倍数不同,启动不同的排查流程。然后使用黑名单进行防控(运营)

key加密

问题出现后,临时启动防灾业务key,对key进行业务层传输加密服务,设定校验程序,过来的key校验

例如每天随机分配60个加密串,挑选2到3个,混淆到页面数据id中,发现访问key不满足规则,驳回数据访问

缓存击穿访问了不存在的数据,跳过了合法数据的redis数据缓存阶段,每次访问数据库,导致对数据库服务器造成压力。通常此类数据的出现量是一个较低的值,当出现此类情况以毒攻毒,并及时报警。应对策略应该在临时预案防范方面多做文章。

无论是黑名单还是白名单,都是对整体系统的压力,警报解除后尽快移除

监控指标

性能指标:Performance

内存指标:Memory

基本活动指标:Basic activity

持久性指标:Persistence

错误指标:Error

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工具

Cloud Insight Redis

Prometheus

Redis-stat

Redis-faina

RedisLive

zabbix

命令

benchmark

redis cli

monitor

showlog

redis-benchmark [-h ] [-p ] [-c ] [-n [-k ]

范例1

redis-benchmark

说明:50个连接,10000次请求对应的性能

范例2

redis-benchmark -c 100 -n 5000

说明:100个连接,5000次请求对应的性能

12 企业级解决方案

打印服务器调试信息

showlong [operator]

get :获取慢查询日志

len :获取慢查询日志条目数

reset :重置慢查询日志

相关配置

slowlog-log-slower-than 1000 #设置慢查询的时间下线,单位:微妙 slowlog-max-len 100 #设置慢查询命令对应的日志显示长度,单位:命令数
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