阿里云Redis技术架构演进

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阿里云Redis技术架构演进

夏周 大数据技术与架构

本文是整理来自阿里巴巴夏周同学的分享，详细介绍了阿里云Redis的发展和现状。

Redis简介

Redis：Remote Dictionary Server，Key-Value存储系统，优点包括：

易用性：丰富的数据结构支持，Module

高性能：高校的数据结构设计，全内存操作

可靠性：主备同步，持久化

阿里云Redis架构

单节点->单机主备->集群->读写分离->同城容灾->异地多活

阿里云整体架构包编写安卓程序含6大支撑系统：

HA控制系统
实例高可用探测模块，用于探测监听Redis实例运行情况。

日志收集系统
进行云数据库Redis版运行情况的日志收集，包括实例慢查询日志，访问日志等。

监控系统
进行Redis实例性能监控，信息的收集工作，目前包括基本信息组监控，keys组信息监控，string信息组监控等核心信息

在线迁移系统
当实例所运行的物理机出现故障，在线迁移系统会根据备份系统中的备份文件进行实例重新搭建，保证业务不受影响

备份系统
针对Redis实例进行备份处理，并且将生成的备份文件存储在OSS系统上进行保存。目前Redis备份系统支持用户自定义备份设置，可临时备份并且保存7天内的备份文件。

任信息流广告渠道投放务控制系统
Redis实例支持多中管理控制任务，如创建实例、变更配置、备份实例等，任务系统会根据用户下发的操作指令，进行灵活控制并且进行任务跟踪及出错管理。

双副本架构

适用场景：纯缓存，数据持久化

性能：8-10w qps

链路：内部SLB -> Redis

访问方式：兼容所有开源客户端

SLA：2副本，HA高可用，秒级切换

集群双副本架构

适用场景：数据量大，性能要求高

性能：100w qps

链路：内部SLB -> Redis

访问方式：兼容所有开源客户端

SLA：分片2副本，高可用

读写分离架构

适用场景：读多写少，超大Key，不要求强一致性

优势：读写能力线性扩展；支持所有命令；对用户透明

同城容灾

适用场景：
数据可用性高

优势：用户数据双机房热备，单机房故障，业务无缝切换；机房恢复后，基于Binlog增量同步，防止流量雪崩

适用场景：多点读写，就近读写

优势：容忍N-1机房故障；最终一致；跨地域灾备

混合存储

适用场景：超大数据量，性能要求适中，视频直播类应用，电商类应用

优势：100%兼容Redis；冷热数据分离；超高性价比

阿里云Redis内核优化

• 兼容Memcache协议

• 高可用探测

• AOF Binlog

• 持久化系统优化

• 安全加密

• IO、连接优化

持久化系统改造：

• 保留历史AOF日志

• 去除AOF Rewrite

• 扩展AOF日志信息
  

• 全新的数据组织形式：RDB全量+历史AOF
  

基于AOF Binlog的同步机制
独立的端口探测线程：

• 单独的事件

• 主线程阻塞不受影响

• 坏盘探测

• 慢内存探测

快速容灾

AOF后台异步写优化：

• 新增biowrite模式

• 轻量级别锁队列

• bio线程进行线程写入操作

提高性能，避免write慢对主线程的影响

支持Memcache协议：

• 支持文本及二进制协议，完全兼容

• 复用Redis String对象存储memcached

• 复用原生Redis同步协议

• 复用原生Redis持久化机制

新版本Memcache支持扫描、备份、更多统计信息

混合存储优化：

• 内存中保持所有key和热数据

• RocksDB中存冷数据

• 热数据性能和Redis一致

• 100%兼容Redis

• 数据换出异步写RocksDB，不阻塞主线程

• 单实例支持TB+数据存储
  
  网络IO多线程优化。