Redis在3.0版正式引入了集群这个特性,扩展变得非常简单。然而当你开心的升级到3.0后,却发现有些很好用的功能现在工作不了了, 比如我们今天要聊的pipeline功能。
我们知道,普通的情况下,redis client与server之间采用的是请求应答的模式,即:
Client: command1
Server: response1
Client: command2
Server: response2
…
在这种情况下,如果要完成10个命令,则需要20次交互才能完成。因此,即使redis处理能力很强,仍然会受到网络传输影响,导致吞吐上不去。而在管道模式下,多个请求变成这样:
Client: command1,command2…
Server: response1,response2…
在这种情况下,完成命令只需要2次交互。这样网络传输上能够更加高效,加上redis本身强劲的处理能力,是不是有一种飞一样的感觉。听到这里有没有去优化应用的冲动? 然而到了cluster模式下,这样的功能并不支持。 下面我们先来分析下,是什么原因导致redis cluter没办法支持管道模式。首先需要了解集群下的几个特性:
以上信息中第3、4点信息比较重要。
我们先来看第3点,由于每个节点都包含所有的节点信息,因此client连接任一节点都可以获取整个集群的信息,这样我们在配置JedisCluster时只需要配置其中一部分节点的信息就可以(配置多个是为了高可用)。对应的获取集群命令为:cluster nodes
127.0.0.1:9380> cluster nodes
b6d0cfe64dbae9590e6fc4c5a8e309debcbe0529 127.0.0.1:9380 myself,master - 0 0 2 connected 5461-10922
b9e5592558aae0f28c79c3750b264d5b2530f6a4 127.0.0.1:9381 master - 0 1466758609932 3 connected 10923-16383
b40095eb2023653eaea5b7b4e242a77a7817889a 127.0.0.1:9379 master - 0 1466758608932 1 connected 0-5460
每一行代表一个节点的信息,这里共三个节点(测试用,没有建slave节点),依次的信息为:
{id} {ip:port} {flags如master/slave} {master id} {ping-sent} {pong-recv} {config-epoch} {link-state} {slot} {slot} … {slot}
参考: http://redis.io/commands/cluster-nodes
可以看到每个节点对应的slot信息都在这里,{slot}格式一般是{begin}-{end}(如0-5460),表示从{begin}到{end}的所有slot都在当前节点中。因此我们可以通过slot找到对应机器的ip:port。 注意,新版client中使用cluster slots获取对应数据 , 参考: http://redis.io/commands/cluster-slots 。
再来看第4点,由第3点可以知道client可以通过获取所有节点信息,根据key计算得到对应的slot后可以找到对应的节点。所以说在节点稳定(没有增减)的情况下,客户端可以一直用缓存的集群信息来发起各种命令。然而,如果节点发生变更客户端是否能够立即感知? 目前的client JedisCluster是无法感知的,他是通过执行命令后, 服务端返回的“-MOVED”信息感知节点的变化,并以此来刷新缓存信息。
了解以上信息以后,JedisCluster为什么不支持pipeline就比较清晰了。 因为pipeline模式下命令将被缓存到对应的连接(OutputStream)上,而在真正向服务端发送数据时,节点可能发生了改变,数据就可能发向了错误的节点,这导致批量操作失败,而要处理这种失败是非常复杂的。至少目前JedisCluster并未提供这样的机制。(对于单key来说,在发生这种情况的时候,进行简单的节点数据刷新+重新发送当前命令来重试)。
看到这里,你可能会感到沮丧(我猿类如此不易,且行且珍惜)。这里提供一个简单的思路,你可以根据单key的逻辑,如果某些key遇到”-MOVE”或”-ASK”则重试。 根据这个思路,你需要按顺序记录所有的命令,每次执行完成后找出异常的数据,刷新节点信息后重试,最终将重试(可能有多次)获取到的结果根据顺序信息插入返回列表。对于重试多次依然失败的数据,交由业务处理。思路很简单,然而redis命令太多了,要对PipelineBase的每个方法都这样改造,我不想(因为我懒呀),而且估计坑也很多,所以这个只能靠你自己去搞了。
下面我说下针对我们的业务做的一个JedisCluster pipeline实现。对应的业务有以下特点:
- 数据为每隔一段时间全量导入redis集群,数据量约xx万(xx较大)
- 导入任务为后台执行,可重试,最终如果有部分失败可接受
- 集群相对较稳定,不会频繁的加减机器
- 在线业务不使用该api
下面是该类的源码(jdk1.7),如在以上这几个条件下有问题,可以一起交流:
(github地址: https://github.com/youaremoon/jedis-ext)
package com.yam.common.redis;
import java.io.Closeable;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;
import javax.annotation.concurrent.NotThreadSafe;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import redis.clients.jedis.BinaryJedisCluster;
import redis.clients.jedis.Client;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.JedisClusterConnectionHandler;
import redis.clients.jedis.JedisClusterInfoCache;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisSlotBasedConnectionHandler;
import redis.clients.jedis.PipelineBase;
import redis.clients.jedis.exceptions.JedisMovedDataException;
import redis.clients.jedis.exceptions.JedisRedirectionException;
import redis.clients.util.JedisClusterCRC16;
import redis.clients.util.SafeEncoder;
/**
* 在集群模式下提供批量操作的功能。
* 由于集群模式存在节点的动态添加删除,且client不能实时感知(只有在执行命令时才可能知道集群发生变更),
* 因此,该实现不保证一定成功,建议在批量操作之前调用 refreshCluster() 方法重新获取集群信息。
* 应用需要保证不论成功还是失败都会调用close() 方法,否则可能会造成泄露。
* 如果失败需要应用自己去重试,因此每个批次执行的命令数量需要控制。防止失败后重试的数量过多。
* 基于以上说明,建议在集群环境较稳定(增减节点不会过于频繁)的情况下使用,且允许失败或有对应的重试策略。
*
*
* @author youaremoon
* @version
* @since Ver 1.1
*/
@NotThreadSafe
public class JedisClusterPipeline extends PipelineBase implements Closeable {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(JedisClusterPipeline.class);
// 部分字段没有对应的获取方法,只能采用反射来做
// 你也可以去继承JedisCluster和JedisSlotBasedConnectionHandler来提供访问接口
private static final Field FIELD_CONNECTION_HANDLER;
private static final Field FIELD_CACHE;
static {
FIELD_CONNECTION_HANDLER = getField(BinaryJedisCluster.class, "connectionHandler");
FIELD_CACHE = getField(JedisClusterConnectionHandler.class, "cache");
}
private JedisSlotBasedConnectionHandler connectionHandler;
private JedisClusterInfoCache clusterInfoCache;
private Queue clients = new LinkedList(); // 根据顺序存储每个命令对应的Client
private Map jedisMap = new HashMap<>(); // 用于缓存连接
private boolean hasDataInBuf = false; // 是否有数据在缓存区
/**
* 根据jedisCluster实例生成对应的JedisClusterPipeline
* @param
* @return
*/
public static JedisClusterPipeline pipelined(JedisCluster jedisCluster) {
JedisClusterPipeline pipeline = new JedisClusterPipeline();
pipeline.setJedisCluster(jedisCluster);
return pipeline;
}
public JedisClusterPipeline() {
}
public void setJedisCluster(JedisCluster jedis) {
connectionHandler = getValue(jedis, FIELD_CONNECTION_HANDLER);
clusterInfoCache = getValue(connectionHandler, FIELD_CACHE);
}
/**
* 刷新集群信息,当集群信息发生变更时调用
* @param
* @return
*/
public void refreshCluster() {
connectionHandler.renewSlotCache();
}
/**
* 同步读取所有数据. 与syncAndReturnAll()相比,sync()只是没有对数据做反序列化
*/
public void sync() {
innerSync(null);
}
/**
* 同步读取所有数据 并按命令顺序返回一个列表
*
* @return 按照命令的顺序返回所有的数据
*/
public List