认识 Redis client-output-buffer-limit 参数与源码分析
概述
Redis 的 client-output-buffer-limit 可以用来强制断开无法足够快从 redis 服务器端读取数据的客户端。
保护机制规则如下：
- [hard limit] 大小限制，当某一客户端缓冲区超过设定值后，直接关闭连接。
- [soft limit] 持续时间限制，当某一客户端缓冲区持续一段时间占用过大空间时关闭连接。
该参数一般用在以下几类客户端中：
配置介绍与分析
该参数的配置语法：
client-output-buffer-limit <class> <hard limit> <soft limit> <soft seconds>
配置实例：
# 普通client buffer限制
client-output-buffer-limit normal 0 0 0
# slave client buffer限制
client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
# pubsub client buffer限制
client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
- client-output-buffer-limit normal 0 0 0
将 hard limit 和 soft limit 同时设置为 0，则表示关闭该限制。
- client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
该配置表示，对于 slave 客户端来说，如果 output-buffer 占用内存达到 256M 或者超过 64M 的时间达到 60s，则关闭客户端连接。
- client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
该配置表示，对于 Pub/Sub 客户端来说，若 output-buffer 占用内存达到 32M 或者超过 8M 的时间达到 60s，则关闭客户端连接。
概括说明：
一般情况下，对于普通客户端，client-output-buffer 是不设限制的，因为 server 只会在 client 请求数据的时候才会发送，不会产生积压。
而在 server 主动发送，client 来处理的场景下，这种一般都是异步处理的，会划出一个缓冲区来“暂存”未处理的数据，若 server 发送数据比 client 处理数据快时，就会发生缓冲区积压。对于用作 Pub/Sub 和 slave 的客户端，server 会主动把数据推送给他们，故需要设置 client-output-buffer 的限制。
示例分析
下面我们以主从同步时的 slave 客户端，来具体分析下。
在 redis 在主从同步时，master 会为 slave 创建一个输出缓冲区。在 master 保存 rdb，将 rdb 文件传输给 slave，slave 加载 rdb 完成之前，master 会将接收到的所有写命令，写入到内存中的这个输出缓冲区去。
若 rdb 的保存，传输，加载耗时过长，或者在此期间的写命令过多，则可能会造成超过缓冲区限制，造成 master 和 slave 的连接断开。此时则需要适当调整下 client-output-buffer-limit slave配置。
源码浅析-主从同步时 output buffer 使用
基于 redis5.0 版本源码
redis server 通过 addReply 将数据发送给客户端，以下源码见 //github.com/redis/redis/blob/5.0/src/networking.c#L190-L211
/* Add the object 'obj' string representation to the client output buffer. */
void addReply(client *c, robj *obj) {
if (prepareClientToWrite(c) != C_OK) return;
if (sdsEncodedObject(obj)) {
if (_addReplyToBuffer(c,obj->ptr,sdslen(obj->ptr)) != C_OK)
_addReplyStringToList(c,obj->ptr,sdslen(obj->ptr));
} else if (obj->encoding == OBJ_ENCODING_INT) {
char buf[32];
size_t len = ll2string(buf,sizeof(buf),(long)obj->ptr);
if (_addReplyToBuffer(c,buf,len) != C_OK)
_addReplyStringToList(c,buf,len);
} else {
serverPanic("Wrong obj->encoding in addReply()");
}
}
在函数的开头，会通过prepareClientToWrite(c)判断是否需要将数据写入客户端的 output buffer 中。我们看下什么条件下数据会被写入客户端的 output buffer 中，即返回 C_OK。
/* This function is called every time we are going to transmit new data
* to the client. The behavior is the following:
*
* If the client should receive new data (normal clients will) the function
* returns C_OK, and make sure to install the write handler in our event
* loop so that when the socket is writable new data gets written.
*
* If the client should not receive new data, because it is a fake client
* (used to load AOF in memory), a master or because the setup of the write
* handler failed, the function returns C_ERR.
*
* The function may return C_OK without actually installing the write
* event handler in the following cases:
*
* 1) The event handler should already be installed since the output buffer
* already contains something.
* 2) The client is a slave but not yet online, so we want to just accumulate
* writes in the buffer but not actually sending them yet.
*
* Typically gets called every time a reply is built, before adding more
* data to the clients output buffers. If the function returns C_ERR no
* data should be appended to the output buffers. */
int prepareClientToWrite(client *c) {
/* If it's the Lua client we always return ok without installing any
* handler since there is no socket at all. */
if (c->flags & (CLIENT_LUA|CLIENT_MODULE)) return C_OK;
/* CLIENT REPLY OFF / SKIP handling: don't send replies. */
if (c->flags & (CLIENT_REPLY_OFF|CLIENT_REPLY_SKIP)) return C_ERR;
/* Masters don't receive replies, unless CLIENT_MASTER_FORCE_REPLY flag
* is set. */
if ((c->flags & CLIENT_MASTER) &&
!(c->flags & CLIENT_MASTER_FORCE_REPLY)) return C_ERR;
if (c->fd <= 0) return C_ERR; /* Fake client for AOF loading. */
/* Schedule the client to write the output buffers to the socket, unless
* it should already be setup to do so (it has already pending data). */
if (!clientHasPendingReplies(c)) clientInstallWriteHandler(c);
/* Authorize the caller to queue in the output buffer of this client. */
return C_OK;
}
/* Return true if the specified client has pending reply buffers to write to
* the socket. */
int clientHasPendingReplies(client *c) {
return c->bufpos || listLength(c->reply);
}
void clientInstallWriteHandler(client *c) {
/* Schedule the client to write the output buffers to the socket only
* if not already done and, for slaves, if the slave can actually receive
* writes at this stage. */
if (!(c->flags & CLIENT_PENDING_WRITE) &&
(c->replstate == REPL_STATE_NONE ||
(c->replstate == SLAVE_STATE_ONLINE && !c->repl_put_online_on_ack)))
{
c->flags |= CLIENT_PENDING_WRITE;
listAddNodeHead(server.clients_pending_write,c);
}
}
由于函数默认返回C_OK，我们只需要看哪几类情况返回的不是C_OK，即C_ERR，数据就不会被写入到客户端的 output buffer 中。
返回C_ERR的情况：
- 客户端是个 fake client（用于加载 AOF 文件）
- 客户端是一个 master
- slave 的状态为 SLAVE_STATE_ONLINE 且其回调函数失败（(c->replstate == SLAVE_STATE_ONLINE && !c->repl_put_online_on_ack)），或slave 的状态为 REPL_STATE_NONE
If the client should not receive new data, because it is a fake client (used to load AOF in memory), a master or because the setup of the write handler failed, the function returns C_ERR.
在 master 保存和发送 rdb 文件时，slave 的状态是以下几种，所以在这期间的写命令都会保存在 slave 的 output buffer。由于没有设置回调函数，数据并不会发送到 slave 上，仅存储在 master 为 slave 创建的 output buffer 内。
#define SLAVE_STATE_WAIT_BGSAVE_START 6 /* We need to produce a new RDB file. */
#define SLAVE_STATE_WAIT_BGSAVE_END 7 /* Waiting RDB file creation to finish. */
#define SLAVE_STATE_SEND_BULK 8 /* Sending RDB file to slave. */
那么何时才会从 output buffer 中“刷入”slave 呢？直到 master 将 rdb 文件完全发送给 slave 后，master 会在 sendBulkToSlave函数中进行相关操作。以下源码见：//github.com/redis/redis/blob/5.0/src/replication.c#L876-L930
void sendBulkToSlave(aeEventLoop *el, int fd, void *privdata, int mask) {
// 此处省略部分源码
// rdb 文件已完全发送给 slave
if (slave->repldboff == slave->repldbsize) {
close(slave->repldbfd);
slave->repldbfd = -1;
aeDeleteFileEvent(server.el,slave->fd,AE_WRITABLE);
putSlaveOnline(slave);
}
}
void putSlaveOnline(client *slave) {
slave->replstate = SLAVE_STATE_ONLINE;
slave->repl_put_online_on_ack = 0;
slave->repl_ack_time = server.unixtime; /* Prevent false timeout. */
if (aeCreateFileEvent(server.el, slave->fd, AE_WRITABLE,
sendReplyToClient, slave) == AE_ERR) {
serverLog(LL_WARNING,"Unable to register writable event for replica bulk transfer: %s", strerror(errno));
freeClient(slave);
return;
}
refreshGoodSlavesCount();
serverLog(LL_NOTICE,"Synchronization with replica %s succeeded",
replicationGetSlaveName(slave));
}
此处会将 slave 状态改为 SLAVE_STATE_ONLINE，并将repl_put_online_on_ack置为0，（有没有很熟悉，对了，就是上面clientInstallWriteHandler中判断的内容）。同时也会设置回调函数sendReplyToClient，将此前 master 为 slave 创建的 output buffer 中的写操作全部发送到 slave 上。同时 slave 状态的变更，会使得后续 master 上的写操作可以正常的 push 到 slave 上了（直接，无需走 output buffer）。
总结
本次我们通过 client-output-buffer-limit参数，了解了其使用场景，并重点就主从同步时 output buffer 写入情况进行了源码的简单分析。今天的学习就到这里，我们改天接着肝。
