一文揭秘阿里云Redis全球多活产品

简介

Redis全球多活产品是阿里云自研、基于云数据库Redis版(ApsaraDB for Redis)、100%兼容 Redis 协议的多活数据库系统。通过数据同步通道，把多个Redis实例组网成1个逻辑上的 Redis 多活实例，多活实例内的所有实例均可读写并保持实时数据同步。数据同步通道通过内网打通，具有高可靠、高安全，低延迟的特性。子实例间通过CRDT（Conflict-free Replicated Data Type）机制检测并解决数据冲突，保障数据最终一致性。Redis全球多活产品轻松支持异地多个站点同时对外提供服务的业务场景，助力企业快速复制阿里巴巴异地多活架构。

产品架构

Redis多活实例由三部分构成：

云数据库 Redis 版实例

同步通道

通道管理器

云数据库 Redis 版实例

原生内核的日志机制比较简单，不足以支撑多活相互复制数据，我们对aof日志改造为binlog，把每一条aof日志扩展为oplog：

每条oplog包含一个全局唯一id（类似mysql的GTID），id包含两部分, 一部分是Redis实例id，用于解决循环同步的问题，第二部分是递增数字，保证有序和唯一。

oplog包含逻辑时钟信息，在目标端Redis 执行merge时，使用CRDT策略解决数据一致性问题。

通道

每两个redis实例间有负责同步oplog的双向通道，同步过程根据oplog gtid保证exactly once语义，并且能处理 上下游Redis实例异常（主备切换、备库重搭）。

通道管理器

负责通道生命周期管理

产品优势

高可用

同步支持断点续传，最高可以容忍天级别的隔断。

自适应处理上下游 Redis 子实例发生HA(主备切换)的情况。

高性能

多活同步的过程是异步的，对正常的Redis读写没有性能影响。

高吞吐：标准版单向同步通道10万tps，集群版随 Redis 节点数线性扩展。

低延迟：1个洲际内地域间数据同步延迟在百毫秒级，跨洲际地域间延迟在1秒级。

数据最终一致

在多活场景中, 由于存在多个实例且每个实例都可读写，则在同步过程中，一定会遇到数据一致性问题。如下图，同时在redis实例A上写入key value_A，在redis实例B上写入key value_B，互相同步之后很可能实例A上key的值为value_B，而实例B上key的值为value_A，这种不一致可能是业务上是不能接受的。

我们基于CRDT(Conflict-free Replicated Data Type)的方案，对redis内核进行针对性改造，实现了string、counter、hash、set、zset、hyperloglog、geo几种数据类型的最终一致性.

功能丰富

多活支持Redis标准版，集群版和读写分离版。

在多活同步过程中支持 Redis 子实例规格变配。

支持新增和删除redis子实例。

应用场景

Redis 多活产品主要应用于异地多活业务架构的存储层，业务层设计可以参考文档《数据库异地多活解决方案》。