从源码角度看JedisPoolConfig参数配置

做一个积极的人编码、改bug、提升自己我有一个乐园,面向编程,春暖花开!你好,JedisPoolConfigJava中使用Jedis作为连接Redis的工具。在使用Jedis的也可以配置JedisPool连接池,JedisPool配置参数大部分是由JedisPoolConfig的对应项来赋值的。本文简单总结几个常用的配置,然后通过源码(版本jedis-3.1.0)的角度让你理解配置这些…

大家好,又见面了,我是全栈君。

做一个积极的人

编码、改bug、提升自己

我有一个乐园,面向编程,春暖花开!

你好,JedisPoolConfig

Java中使用Jedis作为连接Redis的工具。在使用Jedis的也可以配置JedisPool连接池,JedisPool配置参数大部分是由JedisPoolConfig的对应项来赋值的。本文简单总结几个常用的配置,然后通过源码(版本jedis-3.1.0)的角度让你理解配置这些参数的原理。

首先了解一下池化((对象池、数据库连接池、线程池等等))的一些思想和好处。方便后面对JedisPoolConfig的配置的理解。

池化的基本思想

1、可以在初始化的时候创建一些对象,当有需要使用的时候不直接从池中获取,提高响应速度;

2、使用过的对象不进行销毁,保存起来,等下一次需要对象的时候,拿出来重复使用,减少频繁创建对象所造成的开销;

3、创建的对象统一保存,方面管理和维护。

池化好处总结

1、提高响应的速度

2、降低资源的消耗

3、方便管理和维护

JedisPoolConfig配置说明

类图和源码解析

首先看一下类图:

UTOOLS1571543704493.png

  • BaseGenericObjectPool:封装公共的配置的参数。
private long maxWaitMillis = DEFAULT_MAX_WAIT_MILLIS;
	// DEFAULT_MIN_EVICTABLE_IDLE_TIME_MILLIS = 1000L * 60L * 30L
    private long minEvictableIdleTimeMillis =
            DEFAULT_MIN_EVICTABLE_IDLE_TIME_MILLIS;

	// DEFAULT_TIME_BETWEEN_EVICTION_RUNS_MILLIS = -1L
 	private long timeBetweenEvictionRunsMillis =
            DEFAULT_TIME_BETWEEN_EVICTION_RUNS_MILLIS;

	// DEFAULT_NUM_TESTS_PER_EVICTION_RUN = 3
    private int numTestsPerEvictionRun =
            DEFAULT_NUM_TESTS_PER_EVICTION_RUN;

	// DEFAULT_TEST_ON_CREATE = false
    private boolean testOnCreate = DEFAULT_TEST_ON_CREATE;
	// DEFAULT_TEST_ON_BORROW = false
    private boolean testOnBorrow = DEFAULT_TEST_ON_BORROW;
	// DEFAULT_TEST_ON_RETURN = false
    private boolean testOnReturn = DEFAULT_TEST_ON_RETURN;
	// DEFAULT_TEST_WHILE_IDLE = false
    private boolean testWhileIdle = DEFAULT_TEST_WHILE_IDLE;
	//...
}
  • GenericObjectPoolConfig:继承BaseGenericObjectPool,内部代码很简单,封装了GenericObjectPool的配置。主要是maxTotalmaxIdleminIdle
    此类不是线程安全的;它仅用于提供创建池时使用的属性。在创建单例的JedisPool 使用JedisPoolConfig需要注意线程安全问题,下面会有个demo介绍创建单例JedisPool
public class GenericObjectPoolConfig<T> extends BaseObjectPoolConfig<T> { 
   

    /** * The default value for the {@code maxTotal} configuration attribute. * @see GenericObjectPool#getMaxTotal() */
    public static final int DEFAULT_MAX_TOTAL = 8;
    // ...

	// DEFAULT_MAX_TOTAL = 8
    private int maxTotal = DEFAULT_MAX_TOTAL;
	// DEFAULT_MAX_IDLE = 8
    private int maxIdle = DEFAULT_MAX_IDLE;
	// DEFAULT_MIN_IDLE = 0
    private int minIdle = DEFAULT_MIN_IDLE;
    // ...
}
  • JedisPoolConfig继承了上面的优良基因,然后又对其他的几个设置属性重新设值。

为了方便使用,Jedis提供了JedisPoolConfig,它继承了GenericObjectPoolConfig在空闲检测上的一些设置。

public class JedisPoolConfig extends GenericObjectPoolConfig { 
   
  public JedisPoolConfig() { 
   
    // defaults to make your life with connection pool easier :)
    setTestWhileIdle(true);
    setMinEvictableIdleTimeMillis(60000);
    setTimeBetweenEvictionRunsMillis(30000);
    setNumTestsPerEvictionRun(-1);
  }
}

配置参数解析

JedisPoolConfig中可以能够配置的参数有很多,连接池实现依赖apache 的commons-pool2。上面源码也大致列举了一些配置参数,下面在详细说明一下。

把池理解为工厂,池中的实例理解为工人,如下图,这样池中的很多参数理解起来就比较容易了。

UTOOLS1571546063571.png

Jedis连接就是连接池中JedisPool管理的资源,JedisPool保证资源在一个可控范围内,并且保障线程安全。使用合理的GenericObjectPoolConfig配置能够提升Redis的服务性能,降低资源开销。下列两表将对一些重要参数进行说明,并提供设置建议。

参数 说明 默认值 建议
maxTotal 资源池中的最大连接数 8 参见关键参数设置建议
maxIdle 资源池允许的最大空闲连接数 8 参见关键参数设置建议
minIdle 资源池确保的最少空闲连接数 0 参见关键参数设置建议
blockWhenExhausted 当资源池用尽后,调用者是否要等待。只有当值为true时,下面的maxWaitMillis才会生效。 true 建议使用默认值。
maxWaitMillis 当资源池连接用尽后,调用者的最大等待时间(单位为毫秒)。 -1(表示永不超时) 不建议使用默认值。
testOnBorrow 向资源池借用连接时是否做连接有效性检测(ping)。检测到的无效连接将会被移除。 false 业务量很大时候建议设置为false,减少一次ping的开销。
testOnReturn 向资源池归还连接时是否做连接有效性检测(ping)。检测到无效连接将会被移除。 false 业务量很大时候建议设置为false,减少一次ping的开销。
jmxEnabled 是否开启JMX监控 true 建议开启,请注意应用本身也需要开启。

空闲Jedis对象检测由下列四个参数组合完成,testWhileIdle是该功能的开关。

名称 说明 默认值 建议
testWhileIdle 是否开启空闲资源检测。 false true
timeBetweenEvictionRunsMillis 空闲资源的检测周期(单位为毫秒) -1(不检测) 建议设置,周期自行选择,也可以默认也可以使用下方JedisPoolConfig 中的配置。
minEvictableIdleTimeMillis 资源池中资源的最小空闲时间(单位为毫秒),达到此值后空闲资源将被移除。 180000(即30分钟) 可根据自身业务决定,一般默认值即可,也可以考虑使用下方JeidsPoolConfig中的配置。
numTestsPerEvictionRun 做空闲资源检测时,每次检测资源的个数。 3 可根据自身应用连接数进行微调,如果设置为 -1,就是对所有连接做空闲监测。

说明 可以在org.apache.commons.pool2.impl.BaseObjectPoolConfig中查看全部默认值。

关键参数设置建议

maxTotal(最大连接数)

想合理设置maxTotal(最大连接数)需要考虑的因素较多,如:

  • 业务希望的Redis并发量;
  • 客户端执行命令时间;
  • Redis资源,例如nodes (如应用个数等) * maxTotal不能超过Redis的最大连接数;
  • 资源开销,例如虽然希望控制空闲连接,但又不希望因为连接池中频繁地释放和创建连接造成不必要的开销。

假设一次命令时间,即borrow|return resource加上Jedis执行命令 ( 含网络耗时)的平均耗时约为1ms,一个连接的QPS大约是1000,业务期望的QPS是50000,那么理论上需要的资源池大小是50000 / 1000 = 50。

但事实上这只是个理论值,除此之外还要预留一些资源,所以maxTotal可以比理论值大一些。这个值不是越大越好,一方面连接太多会占用客户端和服务端资源,另一方面对于Redis这种高QPS的服务器,如果出现大命令的阻塞,即使设置再大的资源池也无济于事。

maxIdle与minIdle

maxIdle实际上才是业务需要的最大连接数,maxTotal 是为了给出余量,所以 maxIdle 不要设置得过小,否则会有new Jedis(新连接)开销,而minIdle是为了控制空闲资源检测。

连接池的最佳性能是maxTotal=maxIdle,这样就避免了连接池伸缩带来的性能干扰。但如果并发量不大或者maxTotal设置过高,则会导致不必要的连接资源浪费。

您可以根据实际总QPS和调用Redis的客户端规模整体评估每个节点所使用的连接池大小。

使用监控获取合理值

在实际环境中,比较可靠的方法是通过监控来尝试获取参数的最佳值。可以考虑通过JMX等方式实现监控,从而找到合理值。

上面参数配置:JedisPool资源池优化

创建JedisPool代码

// volatile 修饰
private static volatile JedisPool jedisPool = null;

private JedisPoolUtils(){ 
   
}

public static JedisPool getJedisPoolInstance() { 
   
    // 使用双重检查创建单例
    if(null == jedisPool) { 
   
        synchronized (JedisPoolUtils.class) { 
   
            if(null == jedisPool) { 
   
                JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
                poolConfig.setMaxTotal(10);
                poolConfig.setMaxIdle(10);
                poolConfig.setMinIdle(2);
                poolConfig.setMaxWaitMillis(30*1000);
                poolConfig.setTestOnBorrow(true);
                poolConfig.setTestOnReturn(true);
                poolConfig.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(10*1000);
                poolConfig.setMinEvictableIdleTimeMillis(30*1000);
                poolConfig.setNumTestsPerEvictionRun(-1);
                jedisPool = new JedisPool(poolConfig,"localhost",6379);
            }
        }
    }
    return jedisPool;
}

实例创建和释放大致流程解析

UTOOLS1571556369669.png

根据流程进行源码解析

创建过程

使用pool.getResource()进行Jedis实例的创建。

//org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPool#borrowObject(long)
public T borrowObject(final long borrowMaxWaitMillis) throws Exception { 
   

    final boolean blockWhenExhausted = getBlockWhenExhausted();

    PooledObject<T> p = null;
    boolean create;
    final long waitTime = System.currentTimeMillis();

    while (p == null) { 
   
        create = false;
        // 从空闲队列中获取
        p = idleObjects.pollFirst();
        if (p == null) { 
   
            // 创建实例
            p = create();
            if (p != null) { 
   
                create = true;
            }
        }
        // 吃资源是否耗尽
        if (blockWhenExhausted) { 
   
            if (p == null) { 
   
                // 等待时间小于0
                if (borrowMaxWaitMillis < 0) { 
   
                    p = idleObjects.takeFirst();
                } else { 
   
                    p = idleObjects.pollFirst(borrowMaxWaitMillis,
                                              TimeUnit.MILLISECONDS);
                }
            }
            if (p == null) { 
   
                throw new NoSuchElementException(
                    "Timeout waiting for idle object");
            }
        } else { 
   
            if (p == null) { 
   
                throw new NoSuchElementException("Pool exhausted");
            }
        }
        if (!p.allocate()) { 
   
            p = null;
        }

        if (p != null) { 
   
            try { 
   
                // 重新初始化要由池返回的实例。
                factory.activateObject(p);
            } catch (final Exception e) { 
   

            }
        }
    }
    updateStatsBorrow(p, System.currentTimeMillis() - waitTime);

    return p.getObject();
}    

释放过程

从Jedis3.0版本后pool.returnResource()遭弃用,官方重写了Jedis的close方法用以代替;官方建议应用redis.clients.jedis#Jedis的close方法进行资源回收,官方代码如下:

 @Override
  public void close() { 
   
    if (dataSource != null) { 
   
      JedisPoolAbstract pool = this.dataSource;
      this.dataSource = null;
      if (client.isBroken()) { 
   
        pool.returnBrokenResource(this);
      } else { 
   
        pool.returnResource(this);
      }
    } else { 
   
      super.close();
    }
  }

这里主要看:pool.returnResource(this);

//org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPool#returnObject
public void returnObject(final T obj) { 
   
    // 获取要释放的实例对象
    final PooledObject<T> p = allObjects.get(new IdentityWrapper<>(obj));

    if (p == null) { 
   
        if (!isAbandonedConfig()) { 
   
            throw new IllegalStateException(
                "Returned object not currently part of this pool");
        }
        return; // Object was abandoned and removed
    }
	// 将对象标记为返回池的状态。
    markReturningState(p);

    final long activeTime = p.getActiveTimeMillis();
	
    // 这里就和上面配置的参数有关系,释放的时候是否做连接有效性检测(ping)
    if (getTestOnReturn() && !factory.validateObject(p)) { 
   
        try { 
   
            destroy(p);
        } catch (final Exception e) { 
   
            swallowException(e);
        }
        try { 
   
            ensureIdle(1, false);
        } catch (final Exception e) { 
   
            swallowException(e);
        }
        updateStatsReturn(activeTime);
        return;
    }
	
	// 检查空闲对象,如果最大空闲对象数小于当前idleObjects大小,则销毁
    final int maxIdleSave = getMaxIdle();
    if (isClosed() || maxIdleSave > -1 && maxIdleSave <= idleObjects.size()) { 
   
        try { 
   
            destroy(p);
        } catch (final Exception e) { 
   
            swallowException(e);
        }
    } else { 
   
        // 否则加入到空闲队列中,空闲队列是一个双端队列
        // getLifo 也和配置的参数有关,默认True
        if (getLifo()) { 
   
            // last in first out,加到队头
            idleObjects.addFirst(p);
        } else { 
   
            // first in first out ,加到队尾
            idleObjects.addLast(p);
        }
    }
    updateStatsReturn(activeTime);
}

上面创建和释放删除了一些代码,具体完整代码都是在GenericObjectPool类中。

小结,后悔有期

看完本文,应该大致对JedisPoolConfig有了一定的了解,指定里面的一些配置参数,并且能够基本的参数调优,以及实例资源的创建和释放的过程。

如果感谢兴趣的伙伴可以下载Jedis的源码进行阅读和学习,掌握了JedisPoolConfig的配置,其他池化框架的配置也是大同小异,举一反三! 江湖不远,后会有期!

如果需要Reids相关的资源可以扫码下方二维码,里面有Redis的相关资源!

备注: 由于本人能力有限,文中若有错误之处,欢迎指正。


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