inux配置优化1、内存分配控制1.1、vm.overcommit_memory1.2、获取和设置1.3、最佳实践2、swappiness2.1、参数说明2.2、设置方法2.3、如何监控swap3、THP4、OOM killer5、使用NTP6、ulimit7、TCP backlog通常来看Redis开发和运维人员更加关注的是Redis本身的一些配置优化例如AOF和RDB的配置优化、数据结构的配置优化等但是对于操作系统是否需要针对Redis做一些配置优化不甚了解或者不太关心。然而事实证明一个良好的系统操作配置能够为Redis服务良好运行保驾护航。1、内存分配控制1.1、vm.overcommit_memoryRedis在启动时可能会出现这样的日志# WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memorycondition. To fix this issueaddvm.overcommit_memory 1to /etc/sysctl.conf andthenrebootor run thecommandsysctl vm.overcommit_memory1forthis to take effect.在分析这个问题之前首先要弄清楚什么是overcommitLinux操作系统对大部分申请内存的请求都回复yes以便能运行更多的程序。因为申请内存后并不会马上使用内存这种技术叫做overcommit。如果Redis在启动时有上面的日志说明vm.overcommit_memory0Redis提示把它设置为1。vm.overcommit_memory用来设置内存分配策略有三个可选值如表所示。本节的可用内存代表物理内存与swap之和。日志中的Background save代表的是bgsave和bgrewriteaof如果当前可用内存不足操作系统应该如何处理fork操作。如果vm.overcommit_memory0代表如果没有可用内存就申请内存失败对应到Redis就是执行fork失败在Redis的日志会出现Cannot allocate memoryRedis建议把这个值设置为1是为了让fork操作能够在低内存下也执行成功。1.2、获取和设置获取# cat /proc/sys/vm/overcommit_memory0设置echovm.overcommit_memory1/etc/sysctl.confsysctlvm.overcommit_memory11.3、最佳实践Redis设置合理的maxmemory保证机器有20%~30%的闲置内存。集中化管理AOF重写和RDB的bgsave。设置vm.overcommit_memory1防止极端情况下会造成fork失败。2、swappiness2.1、参数说明swap对于操作系统来比较重要当物理内存不足时可以将一部分内存页进行swap操作已解燃眉之急。但世界上没有免费午餐swap空间由硬盘提供对于需要高并发、高吞吐的应用来说磁盘IO通常会成为系统瓶颈。在Linux中并不是要等到所有物理内存都使用完才会使用到swap系统参数swppiness会决定操作系统使用swap的倾向程度。swappiness的取值范围是0~100swappiness的值越大说明操作系统可能使用swap的概率越高swappiness值越低表示操作系统更加倾向于使用物理内存。swap的默认值是60了解这个值的含义后有利于Redis的性能优化。下表对swappiness的重要值进行了说明。OOM(Out Of Memory)killer机制是指Linux操作系统发现可用内存不足时强制杀死一些用户进程非内核进程来保证系统有足够的可用内存进行分配。从表中可以看出swappiness参数在Linux3.5版本前后的表现并不完全相同Redis运维人员在设置这个值需要关注当前操作系统的内核版本。2.2、设置方法swappiness设置方法如下echo{bestvalue}/proc/sys/vm/swappiness但是上述方法在系统重启后就会失效为了让配置在重启Linux操作系统后立即生效只需要在/etc/sysctl.conf追加vm.swappiness{bestvalue}即可。echovm.swappiness{bestvalue}/etc/sysctl.conf需要注意/proc/sys/vm/swappiness是设置操作/etc/sysctl.conf是追加操作。2.3、如何监控swap(1)查看swap的总体情况Linux提供了free命令来查询操作系统的内存使用情况其中也包含了swap的相关使用情况。下面是某台Linux服务器执行free–m以兆为单位的结果其中需要重点关注的是最后一行的swap统计从执行结果看swap一共有4095MB使用了0MB空闲4095MB。total usedfreeshared buffers cached Mem:643853157332812050510026-/ buffers/cache:2104043344Swap:409504095在另一台Linux服务器同样执行free-m这台服务器开启了8189M swap其中使用了5241MB。total usedfreeshared buffers cached Mem:2409682371585901362483-/ buffers/cache:561718479Swap:818952412947(2)实时查看swap的使用Linux提供了vmstat命令查询系统的相关性能指标其中包含负载、CPU、内存、swap、IO的相关属性。但其中和swap有关的指标是si和so它们分别代表操作系统的swap in和swap out。下面是执行vmstat1每隔一秒输出的效果可以看到si和so都为0代表当前没有使用swap。# vmstat 1procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu----- r b swpdfreebuff cache si so bi boincs us syidwa st1003359346851765610271928000100809100400335945165176561027192800001060696471019000100335943925176561027192800001149010244111890060033594292517656102719280003612406106811318700(3)查看指定进程的swap使用情况Linux操作系统中/proc/{pid}目录是存储指定进程的相关信息其中/proc/{pid}/smaps记录了当前进程所对应的内存映像信息这个信息对于查询指定进程的swap使用情况很有帮助。下面以一个Redis实例进行说明。通过info server获取Redis的进程号process_idredis-cli-hip-pport info server|grepprocess_id process_id:986通过cat/proc/986/smaps查询Redis的smaps信息由于有多个内存块信息这里只输出一个内存块镜像信息进行观察2aab0a400000-2aab35c00000 rw-p 2aab0a400000 00:000Size:712704kB Rss:617872kB Shared_Clean:0kB Shared_Dirty:0kB Private_Clean:15476kB Private_Dirty:602396kB Swap:58056kB Pss:617872kB其中Swap字段代表该内存块存在swap分区的数据大小。通过执行如下命令就可以找到每个内存块镜像信息中这个进程使用到的swap量通过求和就可以算出总的swap用量cat/proc/986/smaps|grepSwap Swap:0kB Swap:0kB… Swap:0kB Swap:478320kB… Swap:624kB Swap:0kB如果Linux3.5vm.swapniess1否则vm.swapniess0从而实现如下两个目标物理内存充足时候使Redis足够快。物理内存不足时候避免Redis死掉如果当前Redis为高可用死掉比阻塞更好。3、THPRedis在启动时可能会看到如下日志WARNING you have Transparent Huge Pages(THP)support enabledinyour kernel. This will create latency and memory usage issues with Redis. To fix this issue run thecommandecho never /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabledas root, andaddit to your /etc/rc.localinorder to retain the setting after a reboot. Redis must be restarted after THP is disabled.从提示看Redis建议修改Transparent Huge Pages(THP)的相关配置Linux kernel在2.6.38内核增加了THP特性支持大内存页(2MB)分配默认开启。当开启时可以降低fork子进程的速度但fork操作之后每个内存页从原来4KB变为2MB会大幅增加重写期间父进程内存消耗。同时每次写命令引起的复制内存页单位放大了512倍会拖慢写操作的执行时间导致大量写操作慢查询例如简单的incr命令也会出现在慢查询中。因此Redis日志中建议将此特性进行禁用禁用方法如下echonever/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled为了使机器重启后THP配置依然生效可以在/etc/rc.local中追加echonever/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled。在设置THP配置时需要注意有些Linux的发行版本没有 将THP放到/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled中例如Red Hat6以上的THP配置放到/sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled中。而Redis源码中检查THP时把THP位置写死FILE *fpfopen(/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled,r);if(!fp)return0;所以在发行版中虽然没有THP的日志提示但是依然存在THP所带来的问题echonever/sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled4、OOM killerOOM killer会在可用内存不足时选择性地杀掉用户进程它的运行规则是怎样的会选择哪些用户进程“下手”呢OOM killer进程会为每个用户进程设置一个权值这个权值越高被“下手”的概率就越高反之概率越低。每个进程的权值存放在/proc/{progress_id}/oom_score中这个值是受/proc/{progress_id}/oom_adj的控制oom_adj在不同的Linux版本中最小值不同可以参考Linux源码中oom.h从-15到-17。当oom_adj设置为最小值时该进程将不会被OOM killer杀掉设置方法如下。echo{value}/proc/${process_id}/oom_adj对于Redis所在的服务器来说可以将所有Redis的oom_adj设置为最低值或者稍小的值降低被OOM killer杀掉的概率forredis_pidin$(pgrep-fredis-server)doecho-17/proc/${redis_pid}/oom_adjdone有关OOM killer的详细细节可以参考Linux源码mm/oom_kill.c中oom_badness函数。oom_adj参数只能起到辅助作用合理地规划内存更为重要。通常在高可用情况下被杀掉比僵死更好因此不要过多依赖oom_adj配置。5、使用NTPNTPNetwork Time Protocol网络时间协议是一种保证不同机器时钟一致性的服务。我们知道像RedisSentinel和Redis Cluster这两种功能需要多个Redis节点的类型可能会涉及多台服务器。虽然Redis并没有对多个服务器的时钟有严格要求但是假如多个Redis实例所在的服务器时钟不一致对于一些异常情况的日志排查是非常困难的例如Redis Cluster的故障转移如果日志时间不一致对于我们排查问题带来很大的困扰注但不会影响集群功能集群节点依赖各自时钟。一般公司里都会有NTP服务用来提供标准时间服务从而达到纠正时钟的效果如图所示为此我们可以每天定时去同步一次系统时间从而使得集群中的时间保持统一。例如每小时的同步1次NTP服务0* * * * /usr/sbin/ntpdate ntp.xx.com/dev/null216、ulimit在Linux中可以通过ulimit查看和设置系统当前用户进程的资源数。其中ulimit-a命令包含的open files参数是单个用户同时打开的最大文件个数# ulimit –a…max locked memory(kbytes, -l)64max memory size(kbytes, -m)unlimitedopenfiles(-n)1024pipe size(512bytes, -p)8…Redis允许同时有多个客户端通过网络进行连接可以通过配置maxclients来限制最大客户端连接数。对Linux操作系统来说这些网络连接都是文件句柄。假设当前open files是4096那么启动Redis时会看到如下日志# You requested maxclients of 10000 requiring at least 10032 max file descriptors.# Redis can’t set maximum open files to 10032 because of OS error: Operation not permitted.# Current maximum open files is 4096. Maxclients has been reduced to 4064 to compensateforlow ulimit. If you need higher maxclients increase ‘ulimit –n’.日志解释如下第一行Redis建议把open files至少设置成10032那么这个10032是如何来的呢因为maxclients默认是10000这些是用来处理客户端连接的除此之外Redis内部会使用最多32个文件描述符所以这里的100321000032。第二行Redis不能将open files设置成10032因为它没有权限设置。第三行当前系统的open files是4096所以将maxclients设置成4096-324064个如果你想设置更高的maxclients请使用ulimit-n来设置。从上面的三行日志分析可以看出open files的限制优先级比maxclients大。Open files的设置方法如下ulimit–Sn{max-open-files}7、TCP backlogRedis默认的tcp-backlog值为511可以通过修改配置tcp-backlog进行调整如果Linux的tcp-backlog小于Redis设置的tcp-backlog那么在Redis启动时会看到如下日志# WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn issetto the lower value of128.查看方法# cat /proc/sys/net/core/somaxconn128修改方法echo511/proc/sys/net/core/somaxconn