Redis 6.0 除了多线程,别忘了这个牛逼特性!

Redis 6.0的新特性也是在一步步的讨论和优化中确定的。
很多的特性已经在之前的RC等版本中介绍过了。
但是正式GA版中也有一些新的变化:SSLACL: 更好,命令支持RESP3Client side caching:重新设计Threaded I/ODiskless replication on replicasCluster support in Redis-benchmark and improved redis-cli cluster supportDisque in beta as a module of Redis: 开始侵入消息队列领域Redis Cluster Proxy支持RDB不再使用时可立即删除,针对不落盘的场景PSYNC2: 优化的复制协议超时设置支持更友好更快的RDB加载,20% ~ 30%的提升STRALGO,新的字符串命令,目前只有一个实现LCS (longest common subsequence)@antirez 提到只是Redis历史上最大的一次版本更新,所以谨慎建议在应用的产品中还是多多测试评估,并且承诺一旦遇到大的bug就会紧急发布6.0.1版。
果不其然,一天后就发布了 6.0.1版,修复了一个allocator的bug,这个bug是为了优化而引入的,现在暂时去掉了。
I just released Redis 6.0.1. Unfortunately there was a bug in Redis 6.0.0 introduced just a few days before the release, that only happens when using the non-default allocator (libc malloc in this case triggers it). Optimization reverted, 6.0.1 released. Sorry for the issue.本文主要关注Client side caching(客户端缓存)这一特性。
smallnest/RESP3 是Redis RESP3协议的解析库,你可以使用它和Redis底层通讯,或者包装它实现新版的Redis client库或者Redis Server端。
一年前,当 @antirez 参加完纽约Redis大会后,5:30就在旅店中醒来了,面对曼哈顿街头的美丽景色,在芸芸众生中思索Redis的未来。
包括客户端缓存。
其实,客户端缓存特性是收到Redis Conf 2018的Ben Malec的影响,一下子打开了 @antirez 思路。
我们知道, 很多公司使用Redis做缓存系统,并且很好的提高了数据访问的性能,但是很多企业为了进一步应对热点数据,还是会在redis的client端缓存一部分热点数据,用来应对吃瓜事件。
比如在微博我们经常遇到的是明星出轨、明星分分合合、突发事件等等,每年都会有几次突发的事件,微博除了使用Redis做缓存避免直接访问数据库,还会在前面加更多的cache层,比如L1 cache等,采用memcached等产品作为热数据的缓存。
那么就有一个问题,如何能够及时的同步这些cache和redis的数据呢?Ben提供了非常有意思的想法。
伫立在曼哈顿的街头,@antirez 陷入了沉思,后来回到旅馆他开始实现初版的客户端的缓存。
当然,最终Redis 6.0中实现和这个初版的实现差别很大,但是很是显然,从客户端的演化过程中我们还是能看到@antirez对这个特性所在的权衡(trade off)。
关于这个历史本文不做太多的介绍,因为我们更关注于这个特性最终是什么样子的。
Redis实现的是一个服务端协助的客户端缓存,叫做tracking。
客户端缓存的命令是:CLIENT TRACKING ON|OFF [REDIRECT client-id] [PREFIX prefix] [BCAST] [OPTIN] [OPTOUT] [NOLOOP]当tracking开启时, Redis会"记住"每个客户端请求的key,当key的值发现变化时会发送失效信息给客户端(invalidation message)。
失效信息可以通过RESP3协议发送给请求的客户端,或者转发给一个不同的连接(支持RESP2+ Pub/Sub)。
当广播模式(broadcasting)开启时,参与tracking的客户端会收到它通过前缀订阅的key的相关的通知,即使它没请求过对应的key。
同时还提供了OPTIN、OPTOUT等模式。
失效消息:当一个key的数据有修改的时候,需要告诉客户端它以前缓存的数据失效了,这时redis会主动发送一条失效消息REDIRECT : 将失效消息转发给另外一个客户端。
当我们不使用RESP3而是使用老的RESP2和Redis通讯时,client本身不支持处理失效消息,所以可以开启一个支持Pub/Sub客户端处理失效消息。
当然如果客户端支持RESP3也可以将失效消息转发给另外一个客户端。
这个cace我们放在最后演示。
BCAST: 使用广播模式开始tracking。
在这种模式下客户端需要设置将track的key的前缀,这些key的失效消息会广播给所有参与的客户端,不管这些客户端是否请求/缓存额这些key。
不开始广播模式时,Redis只会track那些只读命令请求的key,并且只会报告一次失效消息。
PREFIX : 只应用了广播模式,注册一个key的前缀。
所有以这个前缀开始的key有修改时,都会发送失效消息。
可以注册多个前缀。
如果不设置前缀,那么广播模式会track每一个key。
OPTIN: 当广播模式没有激活时,正常不会track只读命令的key,除非它们在CLIENT CACHING yes之后被调用。
OPTOUT: 当广播模式没有激活时,正常会track只读命令的key,除非它们在CLIENT CACHING off之后被调用。
NOLOOP: 不发送client自己修改的key。
下面让我们一一介绍每个选项。
测试环境搭建首先让我们介绍RESP3协议相关的选项,REDIRECT放在最后介绍。
在尝试之前,你首先需要安装一个redis 6.x的版本,目前时6.0.1。
在官方网站上有源代码的下载,编译安装也很简单:make distcleanmakemake testsudo make install相信很快就有编译好的二进制包可以下载。
启动server, 它会在6379端口启动一个服务:redis-server使用redis-cli访问,默认访问本机的6379实例:redis-cli当然你可以通过-h查看额外的参数配置,比如使用其它端口等等,这里我们使用最简单的例子,重点是了解客户端缓存的特性。
有时候为了更好的观察redis的返回结果,我们使用telnet而不是redis-cli作为client连接redis,因为redis-cli对结果做了处理,尤其是失效消息,你可能无法观测到。
BCAST 广播模式 (client tracking on)启动redis server:启动redis-cli:当然,我们使用telnet来测试,方便观察redis的返回结果,刚才redis-cli用来更新key值,辅助测试。
连接上之后发送hello 3开启RESP3协议:➜  ~ telnet localhost 6379Trying ::1...Connected to localhost.Escape character is '^]'.hello 3%7$6server$5redis$7version$56.0.1......之后尝试开启tracking并读取a的值:client tracking on+OKset a 1+OKget a$11这个时候如果使用redis-cli作为另外一个client更新a的值,telnet这个client应该能获得通知:127.0.0.1:6379> set a 2OK观察telnet,它收到了一个失效消息:>2$10invalidate*1$1a注意它采用RESP3中的PUSH类型(>)。
如果这个使用你再使用redis-cli更新a的值,telnet不会再收到失效消息。
除非telnet client再get a一次,重新tracking a的值。
可以随时取消tracking:client tracking offtracking特定前缀的key (client tracking on)上面的方式会tracking所有的key,如果你只想跟踪特定的key, 目前redis提供了一种方式,也就是前缀匹配的方式。
你可以只tracking特定前缀的key。
它值应用了广播模式。
使用telnet client设定前缀和开启tracking:hello 3.......client tracking on prefix a bcast+OKclient tracking on prefix user bcast+OK我们tracking两个前缀,以a开头的所有的key和以user开头的所有的key,所有a开头的所有的key和以user开头的所有的key(包括a和user)的key变动时它应该都收到消息。
然后我们使用redis-cli更新三个key: abc、user:32432723213和feed:6532343243432:127.0.0.1:6379> set abc 100OK127.0.0.1:6379> set user:32432723213 goodOK127.0.0.1:6379> set feed:6532343243432 abcOKtelnet client收到abc和user:32432723213的失效消息,而不会收到feed:6532343243432的失效消息:>2$10invalidate*1$3abc>2$10invalidate*1$16user:32432723213你可以通过client tracking off停止客户端缓存。
目前貌似不能只停止对单个的前缀的tracking。
即使你使用client tracking off prefix user也是取消对所有的key的tracking。
......} else if (!strcasecmp(c->argv[2]->ptr,"off")) {    disableTracking(c);} else {......选择加入如果使用OPTIN,可以有选择的开启tracking。
只有你发送client caching yes之后的下一条的只读命令的key才会tracking, 否则其它的只读命令中的key不会tracking。
首先我们开始optin,读取a的指,这个时候使用redis-cli client修改a的值为1000,我们并没有收到a的失效消息。
client tracking on optin+OKget a$12接下来我们发送client caching yes,紧接着获取a的值,这个时候如果再修改a的值,你就可以收到一条a的失效消息:client caching yes+OKget a$41000>2$10invalidate*1$1a必须是紧跟着client caching yes吗?是的,比如发送下面的命令,只会tracking b,而不是a:client caching yes+OKget b_get a$42000选择退出如果使用OPTOUT,你也可以有选择的退出tracking。
只有你发送client caching off之后的下一条的只读命令的key才会停止tracking, 否则其它的只读命令中的key都会被tracking。
可以看到它和OPTIN正好相反,你可以根据你的场景来选择。
比如下面的例子,开启OPTOUT之后,对任意的key的变动都收到失效消息:client tracking on optout+OKget a$43000>2$10invalidate*1$1a这个时候如果我们想排除b这个key,可以只针对它进行设置:client caching no+OKget b$13之后对b的变动并不会收到b的失效消息。
注意: OPTIN和OPTOUT是针对的非BCAST场景,也就是只有你发送了key的只读命令后,才会跟踪相应的key。
而广播模式是无论你是否发送过key的只读命令,只要redis修改了key,都会发送相应key(或者匹配前缀的key)的失效消息。
NOLOOP正常设置时,失效消息是发给所有参与的client,但是如果设置了NOLOOP,则不会发送给更新这个key的client。
client tracking on bcast noloop+OKset a 1+OKclient tracking off+OKclient tracking on bcast+OKset a 1+OK>2$10invalidate*1$1a注意,取消tracking只需调用client tracking off即可。
REDIRECT最后,让我们看一下转发消息的处理。
这是为了兼容RESP2协议一个处理方式,将失效消息转发给另外一个client。
首先我们查看redis-cli的client id:127.0.0.1:6379> client listid=4 addr=127.0.0.1:61017 fd=8 name= age=33103 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=26 qbuf-free=32742 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client user=default使用telnet连接redis,查看client id:client id:12telnet 客户端开启订阅失效消息:SUBSCRIBE __redis__:invalidate*3$9subscribe$20__redis__:invalidate:1然后我们就可以将redis-cli的失效消息转发给telnet client:client tracking on bcast redirect 12127.0.0.1:6379> set a 1000OK可以看到telnet客户端收到了失效消息:*3$7message$20__redis__:invalidate*1$1a如果你要转发的目的client开启了RESP3协议,你就不需要RESP3 Pub/Sub了,因为RESP3原生支持Push消息。
redis的tracking feature的实现代码在:tracking.c。

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