Redis 4.0 新功能简介

Redis 的作者 antirez 在三天之前通过博客文章《The first release candidate of Redis 4.0 is out》发布了 Redis 4.0 的第一个 RC 版本, 在博文中他说, 因为这个新版本的 Redis 出现了多项改变, 所以他决定从原来的 3.x 版本直接跳到 4.0 版本, 以此来强调这次更新的变化之大。

本文将对 Redis 4.0 的各项主要新功能做一个简单的介绍, 方便大家第一时间了解到这次更新的主要内容。

模块系统

Redis 4.0 发生的最大变化就是加入了模块系统, 这个系统可以让用户通过自己编写的代码来扩展和实现 Redis 本身并不具备的功能, 具体使用方法可以参考 antirez 的博文《Redis Loadable Module System》: http://antirez.com/news/106

因为模块系统是通过高层次 API 实现的, 它与 Redis 内核本身完全分离、互不干扰, 所以用户可以在有需要的情况下才启用这个功能, 以下是 redis.conf 中记载的模块载入方法:

################################## MODULES #####################################

# Load modules at startup. If the server is not able to load modules
# it will abort. It is possible to use multiple loadmodule directives.
#
# loadmodule /path/to/my_module.so
# loadmodule /path/to/other_module.so

目前已经有人使用这个功能开发了各种各样的模块, 比如 Redis Labs 开发的一些模块就可以在 http://redismodules.com 看到, 此外 antirez 自己也使用这个功能开发了一个神经网络模块: https://github.com/antirez/neural-redis

模块功能使得用户可以将 Redis 用作基础设施, 并在上面构建更多功能, 这给 Redis 带来了无数新的可能性。

PSYNC 2.0

新版本的 PSYNC 命令解决了旧版本的 Redis 在复制时的一些不够优化的地方:

  • 在旧版本 Redis 中, 如果一个从服务器在 FAILOVER 之后成为了新的主节点, 那么其他从节点在复制这个新主的时候就必须进行全量复制。 在 Redis 4.0 中, 新主和从服务器在处理这种情况时, 将在条件允许的情况下使用部分复制。
  • 在旧版本 Redis 中, 一个从服务器如果重启了, 那么它就必须与主服务器重新进行全量复制, 在 Redis 4.0 中, 只要条件允许, 主从在处理这种情况时将使用部分复制。

缓存驱逐策略优化

新添加了 Last Frequently Used 缓存驱逐策略, 具体信息见 antirez 的博文《Random notes on improving the Redis LRU algorithm》: http://antirez.com/news/109

另外 Redis 4.0 还对已有的缓存驱逐策略进行了优化, 使得它们能够更健壮、高效、快速和精确。

非阻塞 DEL 、 FLUSHDB 和 FLUSHALL

在 Redis 4.0 之前, 用户在使用 DEL 命令删除体积较大的键, 又或者在使用 FLUSHDBFLUSHALL 删除包含大量键的数据库时, 都可能会造成服务器阻塞。

为了解决以上问题, Redis 4.0 新添加了 UNLINK 命令, 这个命令是 DEL 命令的异步版本, 它可以将删除指定键的操作放在后台线程里面执行, 从而尽可能地避免服务器阻塞:

redis> UNLINK fruits
(integer) 1

因为一些历史原因, 执行同步删除操作的 DEL 命令将会继续保留。

此外, Redis 4.0 中的 FLUSHDBFLUSHALL 这两个命令都新添加了 ASYNC 选项, 带有这个选项的数据库删除操作将在后台线程进行:

redis> FLUSHDB ASYNC
OK

redis> FLUSHALL ASYNC
OK

交换数据库

Redis 4.0 对数据库命令的另外一个修改是新增了 SWAPDB 命令, 这个命令可以对指定的两个数据库进行互换: 比如说, 通过执行命令 SWAPDB 0 1 , 我们可以将原来的数据库 0 变成数据库 1 , 而原来的数据库 1 则变成数据库 0 。

以下是一个使用 SWAPDB 的例子:

redis> SET your_name "huangz"  -- 在数据库 0 中设置一个键
OK

redis> GET your_name
"huangz"

redis> SWAPDB 0 1  -- 互换数据库 0 和数据库 1
OK

redis> GET your_name  -- 现在的数据库 0 已经没有之前设置的键了
(nil)

redis> SELECT 1  -- 切换到数据库 1
OK

redis[1]> GET your_name  -- 之前在数据库 0 设置的键现在可以在数据库 1 找到
"huangz"                 -- 证明两个数据库已经互换

混合 RDB-AOF 持久化格式

Redis 4.0 新增了 RDB-AOF 混合持久化格式, 这是一个可选的功能, 在开启了这个功能之后, AOF 重写产生的文件将同时包含 RDB 格式的内容和 AOF 格式的内容, 其中 RDB 格式的内容用于记录已有的数据, 而 AOF 格式的内存则用于记录最近发生了变化的数据, 这样 Redis 就可以同时兼有 RDB 持久化和 AOF 持久化的优点 —— 既能够快速地生成重写文件, 也能够在出现问题时, 快速地载入数据。

这个功能可以通过 aof-use-rdb-preamble 选项进行开启, redis.conf 文件中记录了这个选项的使用方法:

# When rewriting the AOF file, Redis is able to use an RDB preamble in the
# AOF file for faster rewrites and recoveries. When this option is turned
# on the rewritten AOF file is composed of two different stanzas:
#
#   [RDB file][AOF tail]
#
# When loading Redis recognizes that the AOF file starts with the "REDIS"
# string and loads the prefixed RDB file, and continues loading the AOF
# tail.
#
# This is currently turned off by default in order to avoid the surprise
# of a format change, but will at some point be used as the default.
aof-use-rdb-preamble no

内存命令

新添加了一个 MEMORY 命令, 这个命令可以用于视察内存使用情况, 并进行相应的内存管理操作:

redis> MEMORY HELP
1) "MEMORY USAGE <key> [SAMPLES <count>] - Estimate memory usage of key"
2) "MEMORY STATS                         - Show memory usage details"
3) "MEMORY PURGE                         - Ask the allocator to release memory"
4) "MEMORY MALLOC-STATS                  - Show allocator internal stats"

其中, 使用 MEMORY USAGE 子命令可以估算储存给定键所需的内存:

redis> SET msg "hello world"
OK

redis> SADD fruits apple banana cherry
(integer) 3

redis> MEMORY USAGE msg
(integer) 62

redis> MEMORY USAGE fruits
(integer) 375

使用 MEMORY STATS 子命令可以查看 Redis 当前的内存使用情况:

redis> MEMORY STATS
1) "peak.allocated"
2) (integer) 1014480
3) "total.allocated"
4) (integer) 1014512
5) "startup.allocated"
6) (integer) 963040
7) "replication.backlog"
8) (integer) 0
9) "clients.slaves"
10) (integer) 0
11) "clients.normal"
12) (integer) 49614
13) "aof.buffer"
14) (integer) 0
15) "db.0"
16) 1) "overhead.hashtable.main"
    2) (integer) 264
    3) "overhead.hashtable.expires"
    4) (integer) 32
17) "overhead.total"
18) (integer) 1012950
19) "keys.count"
20) (integer) 5
21) "keys.bytes-per-key"
22) (integer) 10294
23) "dataset.bytes"
24) (integer) 1562
25) "dataset.percentage"
26) "3.0346596240997314"
27) "peak.percentage"
28) "100.00315093994141"
29) "fragmentation"
30) "2.1193723678588867"

使用 MEMORY PURGE 子命令可以要求分配器释放更多内存:

redis> MEMORY PURGE
OK

使用 MEMORY MALLOC-STATS 子命令可以展示分配器内部状态:

redis> MEMORY MALLOC-STATS
Stats not supported for the current allocator

兼容 NAT 和 Docker

Redis 4.0 将兼容 NAT 和 Docker , 具体的使用方法在 redis.conf 中有记载:

########################## CLUSTER DOCKER/NAT support  ########################

# In certain deployments, Redis Cluster nodes address discovery fails, because
# addresses are NAT-ted or because ports are forwarded (the typical case is
# Docker and other containers).
#
# In order to make Redis Cluster working in such environments, a static
# configuration where each node known its public address is needed. The
# following two options are used for this scope, and are:
#
# * cluster-announce-ip
# * cluster-announce-port
# * cluster-announce-bus-port
#
# Each instruct the node about its address, client port, and cluster message
# bus port. The information is then published in the header of the bus packets
# so that other nodes will be able to correctly map the address of the node
# publishing the information.
#
# If the above options are not used, the normal Redis Cluster auto-detection
# will be used instead.
#
# Note that when remapped, the bus port may not be at the fixed offset of
# clients port + 10000, so you can specify any port and bus-port depending
# on how they get remapped. If the bus-port is not set, a fixed offset of
# 10000 will be used as usually.
#
# Example:
#
# cluster-announce-ip 10.1.1.5
# cluster-announce-port 6379
# cluster-announce-bus-port 6380

结语

关于 Redis 4.0 的主要更新就介绍到这里, 想要详细了解 Redis 4.0 各项修改的读者可以参考 Release Note : https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/4.0/00-RELEASENOTES

想要试用新版本的读者, 只要直接获取 https://github.com/antirez/redis 的 unstable 分支即可。

黄健宏
2016.12.6

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