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一、redis的性能管理
1、内存指标info memory
| 内存指标（重要） | |
| used_memory:853736 | 数据占用的内存 |
| used_memory_rss:10551296 | redis向操作系统申请的内存 |
| used_memory_peak:853736 | redis使用内存的峰值 |
| 注：单位：字节 | |
系统巡检：硬件巡检、数据库、中间件（nginx、redis）、docker、k8s
2、内存碎片率
（1）定义：系统已分配给redis，但reids未能有效利用的内存
（2）计算格式：内存碎片率=used_memory_rss/used_memory
（3）监控指标redis-cli info memory|grep ratio（生产环境常用）
| 监控指标 | 定义 | |
| allocator_frag_ratio:1.29 | 分配器碎片的比例 （越小越好，值越高，内存浪费越多） | redis主进程调度时产生的内存 |
| allocator_rss_ratio:5.49 | 分配器占用物理内存的比例 | 主进程调度时占用的物理内存 |
| rss_overhead_ratio:1.38 | redis占用物理空间额外的开销比例（比例越低越好，redis实际占用的物理内存和向系统申请的内存越接近，额外的开销越低） | RSS是redis向系统申请的内存空间 |
| mem_fragmentation_ratio:15.59 | 内存碎片率 （越低越好，内存使用率越高） | |
3、清理内存的两种方式
（1）自动清理碎片vim /etc/redis/6379.conf
末尾添加activedefrag yes自动清理碎片的配置
（2）手动清理碎片redis-cli memory purge
4、设置redis的最大内存阀值
（在工作中一定要设置redis的占用内存阈值。若不设置阈值，会塞满内存，直到炸）
（1）先设置最大内存阀值vim /etc/redis/6379.conf
添加maxmemory 1gb
一旦达到阀值，会自动清理碎片，开启key的回收机制
（2）再开启key的回收机制
| key的回收机制 | |
| maxmemory-policy volatile-lru （常用） | 使用redis内置的lru算法，在已设置过期时间的键值对中淘汰数据中，移除最近最少使用的键值对 |
| maxmemory-policy volatile-ttl （常用） | 使用redis内置的ttl算法，在已设置过期时间的键值对中挑选一个即将过期的键值对 |
| maxmemory-policy volatile-random （少用） | 在已设置过期时间的键值对中，挑选数据，随机淘汰键值对 |
| 注：以上算法只针对已设置过期时间的键值对，永不过期的不在此范围内 | |
| allkeys-lru | 使用redis内置的lru算法，对所有的键值对进行淘汰，移除最少使用的键值对 |
| allkeys-random （更少用） | 在所有键值对中任意选择数据进行淘汰 |
| 注：以上算法针对所有的键值对，无论是否设置过期时间 | |
| maxmemory-policy noeviction （最常用） | 禁止键值对回收（不删除任何键值对，直到redis把内存塞满，写满报错为止） |
【面试题】redis占用内存的效率问题如何解决？（经验）
①日常巡检中，监控redis的占用情况
②设置redis占用系统内存的阀值，避免占用系统全部内存
③手动/自动清理内存碎片
④配置合适的key回收机制
5、redis雪崩（缓存雪崩）（少见）
（1）定义
大量的应用请求无法在redis缓存中处理，请求会全部发送到后台数据库，数据库并发能力本身就差，一旦高并发，数据库很快会崩溃
（2）产生雪崩的原因
①redis集群大面积故障
②在redis缓存中，大量数据同时过期，大量的请求无法得到处理
③redis实例宕机
（3）解决雪崩的方式
①事前预防：采用高可用架构（主从复制、哨兵模式、redis集群），防止整个缓存故障
②事中处理（开发）：在国内通用方式——HySTRIX（熔断、降级、限流），降低雪崩发生后的损失，确保数据库不死，可以慢，但不能没有响应
③事后解决：以redis备份的方式恢复数据（运维）或快速缓存预热（开发）
6、redis的缓存击穿（重点）
（1）产生原因
①热点数据缓存过期或被删除，当多个请求并发访问热点数据时，请求转发到数据库，导致数据库性能快速下降。经常被请求的缓存数据最好设置为永不过期
②键值对还在，但值被替换，原有的请求找不到之后，同样会请求后台数据库，导致数据库性能快速下降
（2）解决方式
①热点数据设置成永不过期
②恢复原有的值
7、redis的缓存穿透（恶意攻击）（很少见）
（1）定义
缓存中没有数据，数据库也没有相应的数据，但有用户一直在发起这个都没有的请求，而且请求的数据格式很大。这种情况一般是黑客利用漏洞攻击，压垮应用数据库
（2）解决方式：专门的安全人员处理
二、redis的集群架构
1、高可用方案
（1）主从复制
（2）哨兵模式
（3）redis集群
2、主从复制
（1）主从复制是redis实现高可用的基础，哨兵模式和集群都是在主从复制的基础上实现高可用
（2）主从复制实现数据的多机备份和读写分离（主服务器——写，从服务器——读）
缺点：故障无法自动恢复，需人工干预，无法实现写操作的负载均衡
3、主从复制的工作原理
由主节点master和从节点slave组成，数据复制是单向的，只能从主节点到从节点
4、哨兵模式
在主从复制的基础上实现主节点故障的自动切换
（1）哨兵模式定义
哨兵是一个分布式系统，用于在主从结构之间，对每台redis服务进行监控。主节点出现故障时，从节点通过投票的方式选择一个新的master
哨兵模式也需要至少三个节点
（2）哨兵模式的结构
①哨兵节点：监控主、从节点，不存储数据
②数据节点：主节点和从节点，都是数据节点
（哨兵1监控从1，从2节点；哨兵2监控主节点，从2 节点；哨兵3监控主节点，从1节点）
（2）哨兵模式工作原理
每个哨兵节点每隔一秒，通过ping命令方式，检测主、从之间的心跳线，主节点在一定时间内没有回复或回复了错误消息，这个时候哨兵会主观认为主节点下线了；超过半数的哨兵节点认为主节点下线了，这个时候才会认为主节点是客观下线
故障恢复可能会有延迟，因为有一个选举过程
（4）如何选举新的主节点
哨兵节点通过raft算法（选举算法），每个节点共同投票选举出一个新的master，然后新的master实现主节点的转移和故障恢复通知
（5）主节点的选举过程
①已下线的从节点不会被选为主节点
②选择配置文件中从节点优先级最高的replica-priority 100
③自动选择一个复制数据最完整的从节点
三、主从复制+哨兵模式实验
基于主从复制做哨兵模式实验
实验目的：解决redis单节点故障问题
实验条件：
| IP地址 | 作用 | 组件 |
| 20.0.0.14 | 主服务器 | redis服务 |
| 20.0.0.24 | 从服务器1 | redis服务 |
| 20.0.0.34 | 从服务器2 | redis服务 |
实验步骤：
1、主从复制实验
（1）配置主服务器
（2）配置从服务器
从1
从2
replicaof 20.0.0.14 6379表示只读（20.0.0.14是主服务器的IP地址）
主从复制完成
（3）测试
2、哨兵模式实验
（1）配置主服务器
这个2：一般设置成集群的一半
最小切换时间30秒
最大切换时间180秒
（2）配置从服务器
从1
从2（与从1同样的配置）
（3）启动主从服务器（先启动主再启动从）
redis-sentinel sentinel.conf &
监控哨兵集群的信息redis-cli -p 26379 info Sentinel
哨兵模式搭建完毕
查看从节点信息tail -f /var/log/sentinel.log
（4）故障切换
模拟故障
看日志是否主从切换，有延迟
tail -f /var/log/sentinel.log
目前，新主的IP地址是20.0.0.34
（5）测试
①测试新主能不能写
能
恢复原主
②测试原主能否继续写
不能
原因：配置文件/etc/redis/6379.conf发生变化
原主（现从2）
从1
原从2（新主）
