客户端通信

每个 Redis 客户端(以下简称”Client”)都有多个状态属性，而理解和分析这些属性，对于我们设计 Redis 键空间和运营管理都有帮助。使用 redis client 命令可查看当前 Redis 实例的所有客户端；每行数据对应一个客户端。

127.0.0.1:6390> client list
id=2 addr=127.0.0.1:53184 fd=8 name= age=33 idle=24 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client
id=3 addr=127.0.0.1:53190 fd=7 name= age=2 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=32768 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client

以上为两个客户端，每个包含 18 个字段属性；其中属性的基本含义此处简单说明，后文会对重启指标深入分析。

id：客户端唯一标识, 每新创建一个连接就自增1；redis重启后重置1。
addr: 客户端源ip:port;用于分析异常的客户端，定位是由哪个服务器哪个进程引起的；如id=2的客户端 netstat -anp | grep 53184
fd: socket的文件描述符；数值同lsof的FD字段相同
name: 客户端的名字，默认不会设置，一般用处不大。可手动执行[clientsetname](http://redis.io/commands/client-setname)
age: 客户端存活的秒数
idle: 空闲的秒数；用于回收客户端和分析大量连接时有用
flages:客户端类型的标志, 共13种，常用的几种：N(普通客户端),M(master),S(slave),O(执行monitor)
db:客户端当前使用的database序号
sub/psub: 快订阅的频道/模式数
multi:当前事务中已执行命令个数
qbuf: query buffer的字节数         重要
qbuf-free: query buffer的剩余字节数
obl:定长Output buffer的使用字节数
oll:可变大小output buffer的对象个数
omem:可变大小output buffer的内存使用字节数  重要
events: 文件描述符事作件(r/w)
cmd:客户端最近一次执行的命令，不包含参数

Buffer

Query Buffer

每个 Client 都有一个 query buffer(查询缓存区或输入缓存区), 它用于保存客户端的发送命令，redis server 从 query buffer 获取命令并执行。每个客户端 query buffer 自动动态调整使用内存大小的，范围在 0~1GB 之间；当某个客户端的 query buffer 使用超过 1GB, server 会立即关闭它，为避免过度使用内存，触发 oom killer。query buffer 的大小限制是硬编码的 1GB,没法控制配置参数修改。

server.h#163
/* Protocol and IO related defines */
#define PROTO_MAX_QUERYBUF_LEN  (1024*1024*1024) /* 1GB max query buffer. */

用 client list 命令，观察 qbuf 和 qbuf-free 两个字段，就是 client query buffer 使用内存大小。如下示例(省去部分字段)：

127.0.0.1:6390> client list
id=169  qbuf=128679888 qbuf-free=425984 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=NULL
id=171  qbuf=128679888 qbuf-free=425984 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=NULL
id=218  qbuf=128679888 qbuf-free=425984 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=NULL
id=151  qbuf=128696272 qbuf-free=425984 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=NULL

Query Buffer 过载

模拟 100 个客户端，连续写入大小为 500MB(生产建议小于 1KB)的 Key; redis server 设置 maxmemory 为 4gb,但 redis 实际已用内存 43gb(见 used_memory)。结论是 query buffer 使用内存不受 maxmemory 的限制，这 BUG 已经提给官方, 如不能限制 redis 使用的内存量，很易导致 redis 过度使用内存，无法控制出现 oom。

127.0.0.1:6390> info memory
# Memory
used_memory:46979129016
used_memory_human:43.75G
used_memory_rss:49898303488
used_memory_rss_human:46.47G
used_memory_peak:54796105584
used_memory_peak_human:51.03G
total_system_memory:134911881216
total_system_memory_human:125.65G
maxmemory:4294967296
maxmemory_human:4.00G
maxmemory_policy:allkeys-random
mem_fragmentation_ratio:1.06
mem_allocator:jemalloc-4.0.3
## 当client断开后，rss会马上释放内存给OS

query buffer 占用内存，会计入 maxmemory, 如果达到 maxmemory 限制，会触发 KEY 的 LRU 淘汰或无法写入新数据。

127.0.0.1:6390> set a b
(error) OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'.

我们在程序中要避免 Query Buffer 过度使用，可以参考如下建议：

禁用大 KEY，尽量保证 key 小于 1KB; 虽 redis 支持 512MB 大小 string。
监控 redis 内存使用，如果忽高忽低，极有可能 query buffer 引起
核心 Redis 集群定期收集 client list 并分析 qbuf 的使用量
建议官方提供 query buffer size 的设置参数，以保证过载保护

Output Buffer

客户端输出缓存区：执行命令所返回的结果会保存到 output buffer，返回给客户端。每个客户端都有 2 个 query buffer：

静态定长 16KB 的缓存区；主要快速存储返回比较小的结果；如简单的 get 等
动态大小缓冲区；存储返回较大的结果，如大的集合类型:set/list/hash 因为静态的 buffer，一般无性能和风险影响，这里简单介绍。

#define PROTO_REPLY_CHUNK_BYTES (16*1024) /* 16k output buffer */
/* With multiplexing we need to take per-client state.
 * Clients are taken in a linked list. */
typedef struct client {
    uint64_t id;            /* Client incremental unique ID. */
    redisDb *db;            /* Pointer to currently SELECTed DB. */
    robj *name;             /* As set by CLIENT SETNAME. */
    sds querybuf;           /* Buffer we use to accumulate client queries. */
    list *reply;            /* List of reply objects to send to the client. */
    /* Response buffer */
    int bufpos;
    char buf[PROTO_REPLY_CHUNK_BYTES];
} client;

我们常说的 output buffer 都是指“动态大小的输出缓冲区”。和 qeury buffer 不同，output buffer 提供配置参数”client-output-buffer-limit”设置 buffer 的使用大小。下面是 limit 的设置格式：

client-output-buffer-limit normal 10mb 5mb 60
client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60

redis 对 3 种不同客户端类型，可设置对应的 buffer limit 规则

normal: 普通的客户端
slave: 从库复制，连接到主库的客户端
pubsub: 发布/订阅客户端

设置的 limit 规则 3 个值: hard limit size, soft limit size, soft limit second;只要客户端使用 output buffer 内存大小超过 hard limit 限制，redis 会立即关闭此客户端；使用 buffer 内存大小超过 soft limit，并且持续 soft limit 秒数，redis 也会立即关闭此客户端。被关闭客户端信息会打印到 redis 日志文件中，格式如下：

569:M 18 Jun 21:12:57.775 # Client id=972 addr=127.0.0.1:57934 fd=107 name= age=2 idle=0
flags=O db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=366 omem=10492208 events=rw cmd=monitor
scheduled to be closed ASAP for overcoming of output buffer limits.

要查看 output buffer 使用，主要查开 client list 的 obl(静态定长 buffer)。omem: 当前客户端使用 output buffer 的内存字节数，如下客户端执行 monitor 命令(cmd=monitor), 已使用 buffer 内存是 10492208，超过 normal 的 hard limit 10mb，所以被 redis 关闭。

id=972 addr=127.0.0.1:57934 idle=0 flags=O db=0 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=366 omem=10492208 events=rw cmd=monitor

另外 output buffer 受 maxmemory 的限制，基本不会超过 maxmemory 设置值。因为 output buffer 是每个客户端都有，如使用不当，每个占用 1mb * 10000 clients 就约使用 10G 内存；所以要有效限制程序滥用。

对于 normal 限制尽量小，可避免程序过度使用 output buffer.
监控 redis used_memory 如果抖动严重，极有可能
增加 slave 的 limit 限制，避免 slave 同步线程被杀，导致无限循环同步数据；且 slave 线程和挂载的 slave 个数相同，理论只有几个
禁止生产环境使用 monitor 命令，在高 QPS 环境下，monitor 很快会产生 output query 使用

最近更新于 0001-01-01