Redis主从结构主节点执行写入后wait命令对性能的影响

Posted 2021-03-18 专注，勤学，慎思。戒骄戒躁，谦虚谨慎

这里的Redis主从结构可以是简单的主从，sentinel，redis cluster中的主从等。

wait命令的作用：
此命令将阻塞当前客户端，直到当前Session连接（主节点上）所有的写命令都被传送到指定数据量的slave节点。
如果到达超时(以毫秒为单位)，则即使尚未完全传送到达指定数量的salve节点，该命令也会返回（成功传送到的节点的个数）。
该命令将始终返回确认在WAIT命令之前发送的写命令的副本数量，无论是在达到指定数量的副本的情况下，还是在达到超时的情况下。
具体说就是：比如对于1主2从的结构，Wait要求3秒钟之内传送到2个节点，但是达到超时时间3秒钟之后只成功传送到了1个slave节点上，此时wait也不会继续阻塞，而是返回成功传送的节点个数(1)。
有点类似于mysql的半同步复制，但是效果完全不能跟半同步相比，因为Redis本身没有回滚的功能，这里的wait命令发起之后，即便是超时时间之后没有送到任何一个slave节点，主节点也不会回滚。
wait命令无法保证Redis主从之间的强一致，不过，在主从、sentinel和Redis群集故障转移中，wait能够增强（仅仅是增强，但不是保证）数据的安全性。

既然wait命令在当前连接之后会等待指定数量的从节点确认，其主节点的写入效率必然会收到一定程度的影响，那么这个影响有多大？
这里做一个简单的测试，环境2核4G的宿主机，docker下的集群3主3从的Redis集群，因此不用考虑网络延迟，在执行写入操作之后，使用两个Case，对比使不使用wait命令等待传送到salve的效率，
1，单线程循环写入100000个key值
2，多线程并发，10个线程每个线程写入10000个key，一共写入100000个key

Case1:单线程循环写入100000个key值
结论：不使用wait命令，整体耗时33秒，集群中单个节点的TPS为1000左右；使用wait命令，整体耗时72秒，集群中单个节点的TPS为480左右，整体效率下降了50%多一点

单线程不使用WAIT

单线程使用WAIT（redis_conn.execute_command(\'wait\', 1, 0)）

 

Case2:多线程循环写入100000个key值
结论：不使用wait命令，整体耗时19秒，集群中单个节点的TPS为1700左右；使用wait命令，整体耗时36秒，集群中单个节点的TPS为900左右，整体效率与单线程基本上一致，下降了50%多一点

多线程不使用WAIT，单节点上TPS可达到1700左右

多线程使用WAIT，单节点上TPS可达到850左右

鉴于在多线程模式下，CPU负载接近于瓶颈，因此不能再加更多的线程数，测试数据也仅供参考。

 

总结：
wait能够在主节点写入命令之后，通过阻塞的方式等待数据传送到从节点，wait能够增强（但不保证）数据的安全性。
其代价或者说性能损耗也是不小的，通过以上测试可以看出，即便是不考虑网络传输延迟的情况下，其性能损耗也超出了50%。

#!/usr/bin/env python
# coding:utf-8
import sys
import time
import datetime
from rediscluster import StrictRedisCluster
import threading
from time import ctime,sleep


def redis_cluster_write():
    redis_nodes = [ {\'host\':\'172.18.0.11\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.12\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.13\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.14\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.15\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.16\',\'port\':8888}]
    try:
        redis_conn = StrictRedisCluster(startup_nodes=redis_nodes,password=\'******\')
    except Exception:
        raise Exception
    redis_conn.config_set(\'cluster-require-full-coverage\', \'yes\')
    counter = 0
    for i in range(0,100000):
        counter = counter+1
        redis_conn.set(\'key_\'+str(i),\'value_\'+str(i))
        #redis_conn.execute_command(\'wait\', 1, 0)
        if counter == 1000:
            print(\'insert 1000 keys \'+str(str(datetime.datetime.now())))
            counter = 0


def redis_concurrence_test(thread_id):
    redis_nodes = [ {\'host\':\'172.18.0.11\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.12\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.13\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.14\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.15\',\'port\':8888},
                    {\'host\':\'172.18.0.16\',\'port\':8888}]
    try:
        redis_conn = StrictRedisCluster(startup_nodes=redis_nodes, password=\'******\')
    except Exception:
        raise Exception
    redis_conn.config_set(\'cluster-require-full-coverage\', \'yes\')
    counter = 0
    for i in range(0, 10000):
        counter = counter + 1
        redis_conn.set(\'key_\' + str(thread_id)+\'_\'+str(counter), \'value_\' + str(i))
        #redis_conn.execute_command(\'wait\', 1, 0)
        if counter == 1000:
            print(str(thread_id)+\':insert 1000 keys \' + str(str(datetime.datetime.now())))
            counter = 0



if __name__ == \'__main__\':
    #redis_cluster_write()
    threads = []
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=redis_concurrence_test, args=(i,))
        threads.append(t)
    begin_time = ctime()
    for t in threads:
        t.setDaemon(True)
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()

https://redis.io/commands/wait