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Tair：Tair開發營運規範

更新時間：Jun 30, 2024

雲原生記憶體資料庫Tair擁有極強的效能，阿里雲結合多年的營運經驗，從業務部署、Key的設計、SDK、命令、營運管理等維度展示Tair開發營運規範，為您設計高效的業務系統提供參考，協助您充分發揮Tair的能力。

瞭解Tair效能邊界

Redis效能邊界

資源類別	說明
計算資源	使用萬用字元、Lua並發、1對多的PUBSUB、熱點Key等會大量消耗計算資源，叢集架構下還會導致訪問傾斜，無法有效利用所有資料分區。
儲存資源	Streaming慢消費、大Key等會佔用大量儲存資源，叢集架構下還會導致資料扭曲，無法有效利用所有資料分區。
網路資源	掃描全庫（KEYS命令）、大Value、大Key的範圍查詢（如HGETALL命令）等會消耗大量的網路資源，且極易引發線程阻塞。重要 Tair的高並發能力不等同於高吞吐能力，例如將大Value存在Tair裡以期望提升訪問效能，此類情境往往不會有特別大的收益，反而會影響Tair整體的服務能力。

叢集架構下，熱點Key、大Key或大Value等還會引發儲存或訪問傾斜，在生產環境中，您應當避免觸達Redis的效能邊界。下文從業務部署、Key的設計、SDK、命令、營運管理等維度展示雲原生記憶體資料庫Tair開發營運規範，為您設計高效的業務系統提供參考，協助您充分發揮Tair的能力。

業務部署規範
Key設計規範
SDK使用規範
命令使用規範
營運管理規範

業務部署規範

重要程度	規範	說明
★★★★★	確定使用情境為快取或記憶體資料庫。	快取：建議關閉AOF以降低開銷，同時，由於資料可能會被淘汰，業務設計上避免強依賴緩衝中的資料。例如Tair被寫滿後，會觸發資料淘汰策略以挪移出空間給新的資料寫入，根據業務的寫入量會相應地導致延遲升高。重要如需使用通過資料閃回按時間點恢複資料功能，AOF功能需保持開啟狀態。記憶體資料庫：應選購持久記憶體型，支援命令級持久化，同時應通過監控警示關注記憶體使用量率。具體操作，請參見警示設定。
★★★★★	就近部署業務，例如將業務部署在同一個Virtual Private Cloud下的ECS執行個體中。	Tair具備極強的效能，如果部署位置過遠（例如商務服務器與Tair執行個體通過公網串連），網路延遲將極大影響讀寫效能。說明針對多地部署應用的情境，您可以通過全球分布式緩衝（全球多活），藉助其提供的跨域複製（Geo-replication）能力，快速實現資料異地災備和多活，降低網路延遲和業務設計的複雜度。更多資訊，請參見Tair全球多活簡介。
★★★★☆	為每個業務提供單獨的Tair執行個體。	避免業務混用，尤其需要避免將同一Tair執行個體同時用作快取和記憶體資料庫業務。帶來的影響例如針對某個業務淘汰原則設定、產生的慢請求或執行FLUSHDB命令影響將擴散至其他業務。
★★★★☆	設定合理的到期淘汰策略。	Tair預設的預設逐出策略為 volatile-lru ，關於各逐出策略的說明，請參見Tair配置參數列表。
★★★☆☆	合理控制壓測的資料和壓測時間。	Tair不會對您壓測的資料執行自動刪除操作，您需要自行控制壓測資料的資料量和壓測時間，避免對業務造成影響。

Key設計規範

重要程度	規範	說明
★★★★★	設計合理的Key中Value的大小，推薦小於10 KB。	過大的Value會引發資料扭曲、熱點Key、執行個體流量或CPU效能被佔滿等問題，應從設計源頭上避免此類問題帶來的影響。
★★★★★	設計合理的Key名稱與長度。	Key名稱：使用可讀字串作為Key名，如果使用Key名拼接庫、表和欄位名時，推薦使用英文冒號（:）分隔。例如`project:user:001`。在能完整描述業務的前提下，盡量簡化Key名的長度，例如`username`可簡化為`u`。由於大括弧（{}）為Tair的hash tag語義，如果使用的是叢集架構的執行個體，Key名稱需要正確地使用大括弧避免引發資料扭曲，更多資訊，請參見keys-hash-tags。說明叢集架構下執行同時操作多個Key的命令時（例如RENAME命令），如果被操作的Key未使用hash tag讓其處於相同的資料分區，則命令無法正常執行。長度：推薦Key名的長度不超過128位元組（越短越好）。
★★★★★	對於支援子Key的複雜資料結構，應避免一個Key中包含過多的子Key（推薦低於1,000）。說明常見的複雜資料結構例如Hash、Set、Zset、Geo、Stream及Tair自研的exHash、Bloom、GIS等。	由於某些命令（例如HGETALL）的時間複雜度直接與Key中的子Key數量相關。如果頻繁執行時間複雜度為O(N)及以上的命令，且Key中的子Key數量過多容易引發慢請求、資料扭曲或熱點Key問題。
★★★★☆	推薦使用序列化方法將Value轉變為可讀的結構。	由於程式設計語言的位元組碼隨著版本可能會變化，如果儲存裸對象（例如Java Object、C#對象）會導致整個軟體棧升級困難，推薦使用序列化方法將Value變成可讀的結構。

SDK使用規範

重要程度	規範	說明
★★★★★	推薦使用JedisPool或者JedisCluster串連執行個體。說明記憶體型執行個體推薦使用TairJedis用戶端，支援新資料結構的封裝類。使用方法，請參見用戶端程式串連Tair。	如果使用單串連的方式，一旦遇到單次逾時則無法自動回復。關於JedisPool的串連方法，請參見TairJedis、JedisPool資源集區最佳化和JedisCluster。
★★★★☆	程式用戶端需要對逾時和慢請求做容錯處理。	由於Tair服務可能因網路波動或資源佔滿引發逾時或慢請求，您需要在程式用戶端上設計合理的容錯機制。
★★★★☆	程式用戶端應設定相對寬鬆的逾時重試時間。	如果逾時重試時間設定的非常短（例如200毫秒以下），可能引發重試風暴，極易引發業務層雪崩。更多資訊，請參見Tair用戶端重連指南。

命令使用規範

重要程度	規範	說明
★★★★★	避免執行範圍查詢（例如KEYS *），使用多次單點查詢或SCAN命令來擷取延遲優勢。	執行範圍查詢可能導致服務發生抖動、引發慢請求或產生阻塞。
★★★★★	推薦使用Tair擴充資料結構實現複雜功能，避免使用Lua指令碼。	Lua指令碼會佔用較多的計算和記憶體資源，且無法被多線程加速，過於複雜或不合理的Lua指令碼可能導致資源被佔滿的情況。
★★★★☆	合理使用管道（pipeline）降低鏈路的往返時延RTT（Round-trip time）。	如果有多個操作命令需要被迅速提交至伺服器端，且用戶端不依賴每個操作返回的結果，那麼可以通過管道來作為最佳化效能的批處理工具，注意事項如下：管道執行期間用戶端將獨佔與伺服器端的串連，推薦為管道單獨建立一個串連，將其與常規操作分離。每個管道應包含合理的命令數量（不超過100個）。
★★★★☆	正確使用Tair命令支援與限制。	使用事務（Transaction）時，需要注意其限制：不同於關係型資料庫的事務功能，Tair及Redis的事務功能不支援復原（Rollback）。對於叢集架構的執行個體，需要使用hash tag確保命令所要操作的Key都分布在1個Hash槽中，同時還需要避免hash tag帶來的儲存傾斜問題。避免在Lua指令碼中封裝事務命令，可能因編譯載入消耗較多的計算資源。
★★★★☆	避免使用Tair命令支援與限制執行大量的訊息分發工作。	由於Pub和Sub不支援資料持久化，且不支援ACK應答機制無法實現資料可靠性，當執行大量訊息分發工作時（例如訂閱用戶端數量超過100且Value超過1 KB），訂閱用戶端可能因服務端資源被佔滿而無法接收到資料。說明為提升效能和均衡性，Tair對Pub和Sub類命令進行了最佳化，叢集架構下，代理節點會根據channel name進行Hash計算，並分配至對應資料節點。

營運管理規範

重要程度	規範	說明
★★★★★	充分瞭解不同的執行個體管理操作帶來的影響。	在對Tair執行個體執行變更配置、重啟等操作時，執行個體的狀態將發生變化併產生某些影響（例如產生秒級的串連閃斷），在操作前您需要充分瞭解。更多資訊，請參見執行個體狀態與影響。
★★★★★	驗證用戶端程式的差錯處理能力或容災邏輯。	Tair支援節點健康狀態監測，當監測到執行個體中的主節點不可用時，會自動觸發主備切換，保障執行個體的高可用性。在用戶端程式正式上線前，推薦手動觸發主備切換，可協助您驗證用戶端程式的差錯處理能力或容災邏輯。具體操作，請參見手動執行主備切換。
★★★★★	禁用高耗時或高風險的命令。	生產環境中，無限制地使用命令可能帶來諸多問題，例如執行FLUSHALL會直接清空全部資料；執行KEYS會阻塞Tair服務。為保障業務穩定、高效率地運行，您可以根據實際情況禁用特定的命令，具體操作，請參見禁用高風險命令。
★★★★☆	及時處理阿里雲發起的計劃內營運操作（即待處理事件）	為提供更優質的服務，持續提升產品效能和穩定性，阿里雲會不定期地發起計劃內營運操作（即待處理事件），對部分執行個體所屬的機器執行軟硬體或網路換代升級（例如資料庫小版本升級）。當您收到來自阿里雲的事件通知後，您可以查看本次事件的影響，根據業務需求評估是否需要調整執行時間。更多資訊，請參見查看並管理計劃內事件。
★★★★☆	為核心指標配置監控警示，協助掌握執行個體運行狀態。	為CPU使用率、記憶體使用量率、頻寬使用率等核心指標配置監控警示，即時掌握執行個體運行狀態。具體操作，請參見警示設定。
★★★★☆	通過雲原生記憶體資料庫Tair提供的豐富的營運功能，定期檢查執行個體狀態或輔助排查資源消耗異常問題。	分析慢日誌：協助您快速找到慢請求問題發生的位置，定位發出請求的用戶端IP，為徹底解決逾時問題提供可靠的依據。查看效能監控：Tair支援豐富的效能監控指標，協助您掌握Tair服務的健全狀態和進行問題溯源。發起執行個體診斷：協助您從效能水位、訪問傾斜情況、慢日誌等多方面評估執行個體的健康情況，快速定位執行個體的異常情況。離線全量Key分析：協助您快速發現執行個體中的大Key，協助您掌握Key在記憶體中的佔用和分布、Key到期時間等資訊。即時Top Key統計：協助您快速發現執行個體中的熱點Key，為進一步的最佳化提供資料支援。
★★★☆☆	評估並開啟審計日誌功能。	開通審計日誌功能後，可記錄寫操作的審計資訊，為您提供日誌的查詢、線上分析、匯出等功能，助您時刻掌握產品安全及效能情況。更多資訊，請參見開通審計日誌。重要開通審計日誌後，視寫入量或審計量可能會對Tair執行個體造成5%～15%的效能損失。如果業務對Tair執行個體的寫入量非常大，建議僅在營運需要（例如故障排查）期間開通審計功能，以免帶來效能損失。