面试题：如何在高并发场景下优化Redis AOF重写对CPU的占用

Question

假设系统处于高并发读写状态，在这种情况下进行Redis AOF重写，会对CPU造成较大压力。请提出具体的优化策略，包括但不限于配置参数调整、重写时机选择等，并说明理由。

Answer 1

配置参数调整

1. 调整 auto-aof-rewrite-min-size：
   • 策略：适当增大该参数值。例如，默认值可能是64MB，可以根据实际业务情况增大到256MB或更高。
   • 理由：增大此参数意味着AOF文件达到更大尺寸才会触发重写，减少了重写的频率，从而降低因频繁重写对CPU造成的压力。在高并发读写场景下，AOF文件增长速度快，若该值过小，会频繁触发重写。
2. 调整 auto-aof-rewrite-percentage：
   • 策略：适当增大该参数。比如从默认的100%调整到200% 。
   • 理由：该参数表示当前AOF文件大小超过上次重写后AOF文件大小的百分比时触发重写。增大此值，同样是减少重写的频率，避免在高并发时因AOF文件稍有增长就触发重写而消耗CPU资源。

重写时机选择

1. 选择低峰期重写：
   • 策略：通过脚本或计划任务，在系统业务低峰期手动触发AOF重写，例如在凌晨2 - 4点。
   • 理由：低峰期系统的并发读写压力小，此时进行AOF重写，对整体系统性能影响较小，不会与高并发业务争夺CPU资源。
2. 基于负载动态选择：
   • 策略：利用Redis的INFO命令获取系统负载信息（如 used_cpu_sys、used_cpu_user 等），结合脚本逻辑，当系统负载低于一定阈值（如CPU使用率低于30%）时，触发AOF重写。
   • 理由：根据系统实时负载动态决定重写时机，能有效避免在高负载的高并发读写时进行重写，充分利用系统空闲资源，降低对业务的影响。

其他优化

1. 使用BGREWRITEAOF异步重写：
   • 策略：始终使用 BGREWRITEAOF 命令进行重写，而不是 REWRITEAOF （REWRITEAOF 是同步的，会阻塞主线程）。
   • 理由：BGREWRITEAOF 会创建一个子进程来进行AOF重写工作，Redis主线程可以继续处理客户端请求，不会因重写操作而阻塞，从而减少对高并发读写业务的影响，降低对CPU的争用。
2. 优化Redis实例配置：
   • 策略：为Redis实例分配足够的内存，避免因内存不足导致频繁的磁盘I/O（如swap）。同时，根据服务器CPU核心数，合理设置 server.cpu-affinity 配置（如果支持），将Redis进程绑定到特定的CPU核心，减少CPU上下文切换开销。
   • 理由：充足的内存可减少磁盘I/O，因为AOF重写过程可能涉及大量数据的读取和写入，如果因内存不足发生swap，会严重影响性能并增加CPU负担。而合理的CPU亲和性设置，可以让Redis进程更高效地利用CPU资源，提升整体性能，降低重写时对CPU的额外压力。