认识 Redis client-output-buffer-limit 参数与源码分析

技术分享 3年前 (2022-10-20) 0 999+

关注

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：

普通 client，包括 monitor
主从同步时的 slave client
Pub/Sub 模式中的 client

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 https://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：https://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）。