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redis通過pipeline提升吞吐量的方法

2020-10-28 21:34:46
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來源:轉載
供稿:網友

案例目標

簡單介紹 redis pipeline 的機制,結合一段實例說明pipeline 在提升吞吐量方面發生的效用。

案例背景

應用系統在數據推送或事件處理過程中,往往出現數據流經過多個網元;

然而在某些服務中,數據操作對redis 是強依賴的,在最近的一次分析中發現:

一次數據推送會對 redis 產生近30次讀寫操作!

在數據推送業務中的性能壓測中,以數據上報 -> 下發應答為一次事務;而對于這樣的讀寫模型,redis 的操作過于頻繁,很快便導致系統延時過高,吞吐量低下,無法滿足目標;

優化過程 主要針對業務代碼做的優化,其中redis 操作經過大量合并,最終降低到原來的1/5,而系統吞吐量也提升明顯。

其中,redis pipeline(管道機制) 的應用是一個關鍵手段。

pipeline的解釋

Pipeline指的是管道技術,指的是客戶端允許將多個請求依次發給服務器,過程中而不需要等待請求的回復,在最后再一并讀取結果即可。

管道技術使用廣泛,例如許多POP3協議已經實現支持這個功能,大大加快了從服務器下載新郵件的過程。 Redis很早就支持管道(pipeline)技術。(因此無論你運行的是什么版本,你都可以使用管道(pipelining)操作Redis)

普通請求模型

[圖-pipeline1]

Pipeline請求模型

[圖-pipeline2]

從兩個圖的對比中可看出,普通的請求模型是同步的,每次請求對應一次IO操作等待;

而Pipeline 化之后所有的請求合并為一次IO,除了時延可以降低之外,還能大幅度提升系統吞吐量。

代碼實例

說明

本地開啟50個線程,每個線程完成1000個key的寫入,對比pipeline開啟及不開啟兩種場景下的性能表現。

相關常量

// 并發任務private static final int taskCount = 50;// pipeline大小private static final int batchSize = 10;// 每個任務處理命令數private static final int cmdCount = 1000;private static final boolean usePipeline = true;

初始化連接

JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();poolConfig.setMaxActive(200);poolConfig.setMaxIdle(100);poolConfig.setMaxWait(2000);poolConfig.setTestOnBorrow(false);poolConfig.setTestOnReturn(false);jedisPool = new JedisPool(poolConfig, host, port);

并發啟動任務,統計執行時間

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  init();  flushDB();  long t1 = System.currentTimeMillis();  ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();  CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);  for (int i = 0; i < taskCount; i++) {   executor.submit(new DemoTask(i, latch));  }  latch.await();  executor.shutdownNow();  long t2 = System.currentTimeMillis();  System.out.println("execution finish time(s):" + (t2 - t1) / 1000.0); }

DemoTask 封裝了執行key寫入的細節,區分不同場景

 public void run() {   logger.info("Task[{}] start.", id);   try {    if (usePipeline) {     runWithPipeline();    } else {     runWithNonPipeline();    }   } finally {    latch.countDown();   }   logger.info("Task[{}] end.", id);  }

不使用Pipeline的場景比較簡單,循環執行set操作

for (int i = 0; i < cmdCount; i++) {    Jedis jedis = get();    try {     jedis.set(key(i), UUID.randomUUID().toString());    } finally {     if (jedis != null) {      jedisPool.returnResource(jedis);     }    }    if (i % batchSize == 0) {     logger.info("Task[{}] process -- {}", id, i);    }   }

使用Pipeline,需要處理分段,如10個作為一批命令執行

for (int i = 0; i < cmdCount;) {    Jedis jedis = get();    try {     Pipeline pipeline = jedis.pipelined();     int j;     for (j = 0; j < batchSize; j++) {      if (i + j < cmdCount) {       pipeline.set(key(i + j), UUID.randomUUID().toString());      } else {       break;      }     }     pipeline.sync();     logger.info("Task[{}] pipeline -- {}", id, i + j);     i += j;    } finally {     if (jedis != null) {      jedisPool.returnResource(jedis);     }    }   }

運行結果

不使用Pipeline,整體執行26s;而使用Pipeline優化后的代碼,執行時間僅需要3s!

NoPipeline-stat

[圖-nopipeline]

Pipeline-stat

[圖-pipeline]

注意事項

pipeline機制可以優化吞吐量,但無法提供原子性/事務保障,而這個可以通過Redis-Multi等命令實現。

參考這里

部分讀寫操作存在相關依賴,無法使用pipeline實現,可利用Script機制,但需要在可維護性方面做好取舍。

擴展閱讀

官方文檔-Redis-Pipelining

官方文檔-Redis-Transaction

以上這篇redis通過pipeline提升吞吐量的方法就是小編分享給大家的全部內容了,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持武林網。

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