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笔者最近在处理一个关于Redis网络IO相关Bug的案例,现将分析过程分享给大家,希望能为大家的工作避免踩到类似的雷区。
问题背景
某个业务系统大量使用Redis的hget和hset操作,导致Redis负载过高,监控显示CPU和IO均出现尖刺现象。随后,业务系统频繁报错readTimeOut,其他系统也开始出现响应异常。第一次处理时,直接将高负载的业务系统kill后,RedisCPU恢复平稳。
问题复现
在业务系统重启后,问题依然存在,且错误频率随时间递减。经过测试,发现当页面缓存时间达到10分钟后,错误才会再次出现。最终,采取了业务系统重启的方法,问题得以解决。
问题分析
初步怀疑
- Redis本身性能问题;
- Redis集群中某个节点故障。
进一步排查
- 通过错误日志发现,业务系统返回的数据格式异常,部分请求返回OK,而非预期的用户数据。
- 发现错误发生时,系统只返回特定系统的JSON数据,其他系统的数据未被影响。
深入定位
- 确认业务系统使用Jedis客户端进行Redis操作;
- 发现Jedis连接池的管理存在问题,可能导致连接复用。
关键问题所在
连接池管理问题
- 业务系统使用Jedis连接池,连接被多次复用。
- Redis本次操作失败后,连接未被从池中移除,导致下次使用时可能带有残留数据。
Jedis客户端处理异常
- 当JedisClient出现网络IO异常时,连接未被从池中移除,可能导致数据混乱。
数据残留导致串包
- Redis命令响应数据未被正确处理,导致下次操作读取到残留数据,造成串包现象。
Bug复现过程
读取异常
- Redis超时导致readTimeOut,业务系统无法及时获取数据;
- Redis返回的数据格式异常,部分请求返回OK。
串包现象
- 下一个请求读取到上一个命令的响应数据,导致数据串包;
- 例如,get User123456Name返回OK,而下一个get User456789返回用户123456的数据。
错误递减
- 由于连接池的错误计数机制,超多次失败后连接被移除,减少了串包的发生频率。
Bug原因深入分析
数据残留
- Redis命令的响应数据未被及时处理,导致socket buffer中存留数据;
- 下次操作读取到残留数据,造成串包。
连接复用问题
- Jedis连接池允许复用失败的连接,可能带有残留数据;
- 当连接被多次复用时,数据混乱现象容易发生。
协议处理问题
- Jedis使用Bio框架处理IO,可能导致数据读取不及时或数据错位。
解决方案
连接管理优化
- 修改连接池管理策略,抛弃所有发生网络IO异常的连接;
- 避免将错误连接放回池中,防止数据残留问题。
协议层优化
- 为每个命令添加随机packetId;
- 检查返回数据的packetId是否与发送命令的packetId一致,发现异常时报错。
经验总结
- 连接池管理:网络IO异常的连接应直接抛弃,而非复用。
- 数据处理:确保每次读取操作都能正确处理上次命令的响应,避免数据残留。
- 协议优化:通过packetId等机制,确保数据的完整性和一致性。
相关建议
- 定期检查Jedis连接池的连接状态,移除老旧或异常的连接;
- 采用更严格的错误处理机制,避免连接被多次复用;
- 考虑引入更高级的协议优化方案,如异步处理或双向通信。
通过以上优化,可以有效避免因连接复用导致的串包问题,提升Redis集群的稳定性和可靠性。
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