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JedisPool资源池优化

背景

合理的JedisPool资源池参数设置能为业务使用Redis保驾护航,本文将对JedisPool的使用、资源池的参数进行详细说明,最后给出“最合理”配置。

一、使用方法

以官方的2.9.0为例子(Jedis Release),Maven依赖如下:

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>2.9.0</version>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

Jedis使用apache commons-pool2对Jedis资源池进行管理,所以在定义JedisPool时一个很重要的参数就是资源池GenericObjectPoolConfig,使用方式如下,其中有很多资源管理和使用的参数(具体看第二节)

注意:后面会提到建议用JedisPoolConfig代替GenericObjectPoolConfig

GenericObjectPoolConfig jedisPoolConfig = new GenericObjectPoolConfig();
jedisPoolConfig.setMaxTotal(..);
jedisPoolConfig.setMaxIdle(..);
jedisPoolConfig.setMinIdle(..);
jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(..);
...

JedisPool的初始化如下:

// redisHost和redisPort是实例的IP和端口
// redisPassword是实例的密码
// timeout,这里既是连接超时又是读写超时,从Jedis 2.8开始有区分connectionTimeout和soTimeout的构造函数

JedisPool jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig, redisHost, redisPort, timeout, redisPassword);
执行命令如下:
Jedis jedis = null;
try {
    jedis = jedisPool.getResource();
    //具体的命令
    jedis.executeCommand()
} catch (Exception e) {
    logger.error(e.getMessage(), e);
} finally {
    //注意这里不是关闭连接,在JedisPool模式下,Jedis会被归还给资源池。
    if (jedis != null) 
        jedis.close();
}

二、参数说明

JedisPool保证资源在一个可控范围内,并且提供了线程安全,但是一个合理的GenericObjectPoolConfig配置能为应用使用Redis保驾护航,下面将对它的一些重要参数进行说明和建议:

在当前环境下,Jedis连接就是资源,JedisPool管理的就是Jedis连接。

1. 资源设置和使用

序号参数名含义默认值使用建议
1maxTotal资源池中最大连接数8设置建议见下节
2maxIdle资源池允许最大空闲的连接数8设置建议见下节
3minIdle资源池确保最少空闲的连接数0设置建议见下节
4blockWhenExhausted当资源池用尽后,调用者是否要等待。只有当为true时,下面的maxWaitMillis才会生效true建议使用默认值
5maxWaitMillis当资源池连接用尽后,调用者的最大等待时间(单位为毫秒)-1:表示永不超时不建议使用默认值
6testOnBorrow向资源池借用连接时是否做连接有效性检测(ping),无效连接会被移除false业务量很大时候建议设置为false(多一次ping的开销)。
7testOnReturn向资源池归还连接时是否做连接有效性检测(ping),无效连接会被移除false业务量很大时候建议设置为false(多一次ping的开销)。
8jmxEnabled是否开启jmx监控,可用于监控true建议开启,但应用本身也要开启

2.空闲资源监测

空闲Jedis对象检测,下面四个参数组合来完成,testWhileIdle是该功能的开关。

序号参数名含义默认值使用建议
1testWhileIdle是否开启空闲资源监测falsetrue
2timeBetweenEvictionRunsMillis空闲资源的检测周期(单位为毫秒)-1:不检测建议设置,周期自行选择,也可以默认也可以使用下面JedisPoolConfig中的配置
3minEvictableIdleTimeMillis资源池中资源最小空闲时间(单位为毫秒),达到此值后空闲资源将被移除100060 30 = 30分钟可根据自身业务决定,大部分默认值即可,也可以考虑使用下面JeidsPoolConfig中的配置
4numTestsPerEvictionRun做空闲资源检测时,每次的采样数3可根据自身应用连接数进行微调,如果设置为-1,就是对所有连接做空闲监测

为了方便使用,Jedis提供了JedisPoolConfig,它本身继承了GenericObjectPoolConfig设置了一些空闲监测设置

public class JedisPoolConfig extends GenericObjectPoolConfig {
public JedisPoolConfig() {
// defaults to make your life with connection pool easier :)
setTestWhileIdle(true);
//
setMinEvictableIdleTimeMillis(60000);
//
setTimeBetweenEvictionRunsMillis(30000);
setNumTestsPerEvictionRun(-1);
}
}

所有默认值可以从org.apache.commons.pool2.impl.BaseObjectPoolConfig中看到。

三、资源池大小(maxTotal)、空闲(maxIdle minIdle)设置建议

1.maxTotal:最大连接数

实际上这个是一个很难回答的问题,考虑的因素比较多:

  • 业务希望Redis并发量
  • 客户端执行命令时间
  • Redis资源:例如 nodes(例如应用个数) * maxTotal 是不能超过redis的最大连接数。
  • 资源开销:例如虽然希望控制空闲连接,但是不希望因为连接池的频繁释放创建连接造成不必靠开销。

以一个例子说明,假设:

  • 一次命令时间(borrow|return resource + Jedis执行命令(含网络) )的平均耗时约为1ms,一个连接的QPS大约是1000
  • 业务期望的QPS是50000

那么理论上需要的资源池大小是50000 / 1000 = 50个。但事实上这是个理论值,还要考虑到要比理论值预留一些资源,通常来讲maxTotal可以比理论值大一些。

但这个值不是越大越好,一方面连接太多占用客户端和服务端资源,另一方面对于Redis这种高QPS的服务器,一个大命令的阻塞即使设置再大资源池仍然会无济于事。

2. maxIdle minIdle

maxIdle实际上才是业务需要的最大连接数,maxTotal是为了给出余量,所以maxIdle不要设置过小,否则会有new Jedis(新连接)开销,而minIdle是为了控制空闲资源监测。

连接池的最佳性能是maxTotal = maxIdle ,这样就避免连接池伸缩带来的性能干扰。但是如果并发量不大或者maxTotal设置过高,会导致不必要的连接资源浪费。可以根据实际总OPS和调用redis客户端的规模整体评估每个节点所使用的连接池。

3.监控

实际上最靠谱的值是通过监控来得到“最佳值”的,可以考虑通过一些手段(例如jmx)实现监控,找到合理值。

四、常见问题

1.资源“不足”

redis.clients.jedis.exceptions.JedisConnectionException: Could not get a resource from the pool
…
Caused by: java.util.NoSuchElementException: Timeout waiting for idle object
at org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPool.borrowObject(GenericObjectPool.java:449)

或者

redis.clients.jedis.exceptions.JedisConnectionException: Could not get a resource from the pool
…
Caused by: java.util.NoSuchElementException: Pool exhausted
at org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPool.borrowObject(GenericObjectPool.java:464)

两种情况均属于无法从资源池获取到资源,但第一种是超时,第二种是因为blockWhenExhausted为false根本就不等。

遇到此类异常,不要盲目的认为资源池不够大,第三节已经进行了分析。具体原因可以排查:网络、资源池参数设置、资源池监控(如果对jmx监控)、代码(例如没执行jedis.close())、慢查询、DNS等问题。

具体可以参考该文章:https://www.atatech.org/articles/77799

2. 预热JedisPool

由于一些原因(例如超时时间设置较小原因),有的项目在启动成功后会出现超时。JedisPool定义最大资源数、最小空闲资源数时,不会真的把Jedis连接放到池子里,第一次使用时,池子没有资源使用,会new Jedis,使用后放到池子里,可能会有一定的时间开销,所以也可以考虑在JedisPool定义后,为JedisPool提前进行预热,例如以最小空闲数量为预热数量

List<Jedis> minIdleJedisList = new ArrayList<Jedis>(jedisPoolConfig.getMinIdle());

for (int i = 0; i < jedisPoolConfig.getMinIdle(); i++) {
    Jedis jedis = null;
    try {
        jedis = pool.getResource();
        minIdleJedisList.add(jedis);
        jedis.ping();
    } catch (Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);
    } finally {
    }
}

for (int i = 0; i < jedisPoolConfig.getMinIdle(); i++) {
    Jedis jedis = null;
    try {
        jedis = minIdleJedisList.get(i);
        jedis.close();
    } catch (Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);
    } finally {
    
    }
}



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