如何基于阿里云持久内存实例搭建高性价比 Redis 应用？

作者：阿里云弹性计算产品专家踏波

本文将通过分享基于阿里云持久内存实例产品上部署 Redis 的负载实践案例，降低自建 Redis 应用的成本，帮助用户更好地降本增效

什么是 Redis

Redis 是由意大利人 Antirez 开发的键值对(key-value) 数据库。Redis 是“Remote Dictionary Service” 的首字母缩写，它是一个基于内存的，可选持久化的键值对存储系统。

Redis 作为一个高性能、低延时的缓存数据库风靡全球，1ms 的响应延时在数据库圈内一骑绝尘，其根本原因是 Redis 将所有的数据都存放于内存，而内存拥有着磁盘难以比拟的带宽和延时。Redis 被广泛应用在游戏、视频、新闻、导航、金融等各个领域。

Redis 数据库主要有以下几个特点：

- 内存型数据库

- 工作模式为单线程

- 支持多种复杂数据类型

- 支持数据持久化

- 支持主从结构

随着互联网及云端数据爆炸式的增加，传统基于 DRAM （普通易失性内存）的部署方式，高昂的成本以及受限的容量逐渐成为 Redis 应用的瓶颈。容量更大，价格更低的新型内存（持久内存介质）逐步走上数据中心领域应用的舞台。

搭建 Redis 对于云服务器的要求

Redis 数据库对内存容量的要求比较高，数据库的瓶颈往往出现在内存容量上，即内存耗光了，而 CPU 的利用率只有 10-20% 不到。所以，搭建 Redis 对于云服务器的内存要求较高，充足的内存容量可以有效地降本增效。

阿里云新推出的持久内存实例产品 Re6p，采用 Intel ®傲腾 TM 持久内存，提供了高达 1：20 的 CPU 内存容量配比（即 8 核新配备了  160G 内存），为 Redis 应用提供专用实例规格 ecs.re6p-redis.<nx>large，部署方便简单。

基于 Re6p 五分钟搭建 Redis 应用

阿里云持久内存型实例 Redis 应用解决方案解构图

Redis 应用直接部署在 Re6p-redis 系列实例上，无需对持久内存进行其他任何初始化操作“开机即用”。

基于开源 Redis 版本部署，注入了冷热数据分层机制（通过专用 patch 包实现—memKeyDB），patch 包完全开源，由 Intel 团队维护。

参考源码：

https://github.com/memKeyDB/memKeyDB

下面将分享某互联网客户基于 Re6p-redis 系列实例的实战经验，如何基于 open source Redis 4.0.14 及对应的 patch，五分钟搭建出基于持久内存的超高性价比 Redis 应用集群。

第一步

启动阿里云 ECS，购买 ecs.re6p-redis.2xlarge 实例规格，选择 ALi Linux2 操作系统，云盘选择 500G PL1 ESSD，并指定系统盘默认为 40GB。

第二步：准备编译环境

设置环境变量：

export MEMKIND_DAX_KMEM_NODES=1

准备编译环境：

yum -y groupinstall 'Development Tools';yum -y install numactl-devel.x86_64

第三步：安装 Redis4.0.14

下载 Redis 安装包：

wget https://github.com/redis-io/redis/archive/4.0.14.tar.gz;tar xzvf 4.0.14.tar.gz

安装 patch 包：

wget https://github.com/redis/redis/compare/4.0.14...memKeyDB:4.0.14-devel.diff -O redis_4.0.14_eca56e845aa19d2e79e7c70207e860f8385541f9.patch;cd redis-4.0.14;git apply --ignore-whitespace ../redis_4.0.14_eca56e845aa19d2e79e7c70207e860f8385541f9.patch

安装 memkind 持久内存管理工具：

wget https://github.com/memkind/memkind/archive/v1.10.1-rc2.tar.gz;tar xzvf v1.10.1-rc2.tar.gz;mv memkind-1.10.1-rc2/* ./deps/memkind/;cd ./deps/memkind/;wget https://github.com/memKeyDB/memKeyDB/wiki/files/0001-Use-secure_getenv-when-possible.patch;git apply --ignore-whitespace 0001-Use-secure_getenv-when-possible.patch

开始编译安装 Redis4.0.14：

cd /root/redis-4.0.14;make clean;make distclean;make MALLOC=memkind -j 4;make install

第四步：配置网卡多队列（可以发挥出 Redis 的最大性能）

准备脚本：

wget https://ecs-image-tools.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ecs_mq/ecs_mq_latest.tgz;tar -xzf ecs_mq_latest.tgz;cd ecs_mq/

运行脚本：

bash install.sh <系统名称> <系统主版本号>. (如：bash install.sh centos 7)

启动服务：systemctl start ecs_mq

安装完成，启动 Redis 服务：

启动：

cd /root/redis-4.0.14;redis-server redis.conf --port 6379 --memory-alloc-policy ratio --dram-pmem-ratio 1 8 --maxmemory 36G --hashtable-on-dram  yes --daemonize yes --protected-mode no --bind 0.0.0.0

全部完成，运行测试程序测试性能情况：

server 端启动 Redis 服务：

redis-server /root/redis-4.0.14/redis.conf --port 6379 --memory-alloc-policy ratio --dram-pmem-ratio 1 8 --hashtable-on-dram yes --daemonize yes --logfile /tmp/redis_6379.log --protected-mode no --bind 0.0.0.0 --save

client 端运行 Redis-benchmark：

/root/redis-4.0.14/src/redis-benchmark -h server_ip -p 6379 -t get -r 100000000 -n 120000000 -c 64 -d 64 >> ./get_6379.redis

查看测试结果，如下展示了与普通内存型实例的对比测试结果(并行运行了 8 个 thread)，可以看到基于持久内存构建的 Redis 应用，性价比有了极大的提升。

更多 Redis 版本支持请参考官网文档帮助链接：

https://help.aliyun.com/document_detail/188250.html?spm=5176.10695662.1996646101.searchclickresult.183472f1avSvqZ

总结

本文对 Redis 做了简单的介绍，并分享了如何基于 Re6p 搭建高性价比的 Redis 负载运行环境，希望对大家有所帮助。