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Redis缓存满了别大意,过载风险真不小,得赶紧想办法缓解

“Redis缓存满了别大意,过载风险真不小,得赶紧想办法缓解”

(根据微信公众号“运维漫谈”和“高可用架构”的相关文章综合整理)

Redis这个东西,现在做互联网的几乎都在用,大家都拿它当个宝,因为它读写速度飞快,能极大地减轻后端数据库的压力,很多人可能只看到了它带来的好处,却忽略了一个关键问题:Redis的缓存空间不是无限的,它是有大小限制的,一旦你把Redis的内存用满了,那可就不是简单的“速度变慢”的问题了,会引发一连串的麻烦,甚至可能导致整个服务雪崩。

最直接的风险就是Redis自己会“罢工”,当内存满了,新的数据写不进去,这还不是最可怕的,最可怕的是,如果Redis配置了数据持久化(就是把内存里的数据写到硬盘上做备份),在内存满的情况下,它可能连持久化操作都做不了,为啥呢?因为持久化过程中,尤其是生成快照的时候,Redis可能需要 fork 出一个子进程,这个操作本身就需要额外消耗一部分内存,如果此时内存已经见底了,fork 操作就会失败,导致持久化中断,数据丢失的风险就大大增加了,这就好比一个仓库已经堆满了货物,连进去盘点一下的落脚地都没有了。

缓存满了之后,Redis会根据你预设的淘汰策略(eviction policy)来清理掉一些旧数据,给新数据腾地方,常见的策略比如LRU(最近最少使用)、LFU(最不经常使用)或者随机淘汰等,这个行为本身是Redis的自我保护机制,但处理不好就会变成灾难的导火索,想象一下,如果你的应用严重依赖缓存,突然间,Redis开始大量地淘汰缓存键,那么后续大量的用户请求就无法从缓存中获取数据了,这些请求会像潮水一样直接涌向后端的数据库,数据库本来在缓存的保护下过着清闲日子,突然面对如此巨大的查询压力,很可能会因为不堪重负而响应变慢甚至直接宕机,数据库一挂,整个应用程序也就跟着瘫痪了,这就是典型的“缓存击穿”引发的“雪崩效应”。(此场景描述参考了“高可用架构”中关于缓存失效链路的分析)

即使你的数据库足够坚挺,扛住了这波冲击,应用程序的响应速度也会断崖式下跌,用户会发现页面加载奇慢无比,操作频繁转圈,体验非常糟糕,这直接影响到产品的口碑和用户的留存,从运维的角度看,Redis实例在内存压力巨大的情况下,其本身的响应延迟(latency)也会急剧升高,因为它需要花费更多的CPU资源去计算该淘汰哪些数据,这会进一步加剧服务的不可用性。

看到这里,你肯定想问,如果真的遇到了Redis缓存满了的情况,或者为了预防这种情况,我们“得赶紧想办法缓解”,具体该怎么做呢?根据“运维漫谈”等技术社区的经验分享,可以从以下几个方面入手:

第一,事前预防是关键,要做好容量规划和监控,你不能等到报警响了才发现内存满了,必须提前根据业务的数据量和增长趋势,给Redis分配一个合理的内存大小,并留出一定的缓冲空间,建立完善的监控告警体系,当内存使用率达到某个阈值(比如80%)时,就要触发告警,让运维或开发人员有时间提前干预,而不是等到100%了才手忙脚乱。

第二,设置合理的缓存淘汰策略,这是最重要的配置之一,你需要根据业务特点来选择,如果你的数据重要性都差不多,允许丢失部分数据,那么可以设置为allkeys-lru,在所有键中淘汰最近最少使用的,如果你的业务数据有冷热之分,希望尽可能保留热点数据,那么volatile-lru(只在设置了过期时间的键中淘汰)可能更合适,绝对要避免使用noeviction策略(当内存不足时,新写入操作会报错),除非你的业务场景绝对不允许丢失任何缓存数据,但这通常风险极高。

第三,对缓存数据进行优化,很多时候,内存被快速打满,是因为缓存了太多价值不高或者过大的数据,要定期检查和优化:是不是把一些不常访问的“冷数据”也塞进了缓存?是不是有些缓存对象的体积过大,可以考虑进行压缩或者拆分?是不是有些数据的过期时间设置得不合理,导致它们长期占据空间?清理掉这些“缓存垃圾”,能有效释放空间。

第四,考虑架构上的扩展方案,如果业务数据量持续增长,单机Redis的内存终究会遇到瓶颈,这时候就要考虑采用分布式方案,比如Redis集群(Redis Cluster),通过将数据分片(sharding)存储到多个Redis节点上,可以突破单机内存的限制,实现水平扩展,这虽然增加了架构的复杂性,但却是应对大数据量的根本解决办法。

第五,应用程序层面也要有降级策略,俗话说“不怕一万,就怕万一”,即使做了万全准备,也要设想万一缓存完全失效的情况,应用程序应该具备一定的韧性,比如在发现从缓存取不到数据、直接查询数据库又特别慢的时候,可以返回一些默认值、友好提示,或者启用本地的静态缓存,避免所有请求都堵死在数据库上,给修复问题争取时间。

Redis缓存满了绝对不是一个可以掉以轻心的小问题,它就像一个水位警报,提醒你系统的某个环节已经达到了临界点,如果不及时处理,很可能由小问题引发大故障,我们必须重视起来,通过监控、配置优化、数据清理和架构升级等组合拳,才能让Redis这个性能加速器稳定、高效地为我们服务,而不是变成一个随时可能引爆的炸弹。

Redis缓存满了别大意,过载风险真不小,得赶紧想办法缓解