Praktik terbaik manajemen memori

Instance Memorystore for Redis, jika tidak dikelola dan dikonfigurasi dengan benar, dapat mengalami tekanan memori yang dapat memengaruhi performa aplikasi. Halaman ini menjelaskan praktik terbaik yang dapat Anda gunakan untuk mengelola penggunaan memori instance secara efisien.

Dalam topik ini:

Konsep pengelolaan memori

Bagian ini memperkenalkan konsep yang perlu Anda pahami untuk mengelola penggunaan memori instance.

Kapasitas instance

  • Kapasitas instance adalah jumlah memori yang Anda sediakan dalam Gigabyte (GB), dan jumlah yang ditagih kepada Anda. Untuk mengetahui detail selengkapnya tentang cara memilih kapasitas instance yang tepat, lihat Menyesuaikan ukuran instance Memorystore.

Konfigurasi Maxmemory

  • Maxmemory adalah konfigurasi Redis yang memungkinkan Anda menetapkan batas memori saat kebijakan penghapusan berlaku. Memorystore for Redis menetapkan konfigurasi ini sebagai maxmemory-gb. Saat Anda membuat instance, maxmemory-gb ditetapkan ke kapasitas instance. Bergantung pada metrik rasio penggunaan memori sistem, Anda mungkin harus menurunkan batas maxmemory-gb untuk memberikan overhead memori untuk lonjakan workload.

    Untuk mengetahui detail selengkapnya, lihat Mengelola rasio penggunaan memori sistem.

    Untuk mempelajari cara menyesuaikan maxmemory-gb, lihat Mengonfigurasi instance Redis.

Rasio penggunaan memori sistem

  • Metrik rasio penggunaan memori sistem memungkinkan Anda mengukur penggunaan memori instance relatif terhadap memori sistem. Memori sistem dikelola secara otomatis oleh Memorystore untuk menangani lonjakan penggunaan memori yang disebabkan oleh operasi intensif memori dan fragmentasi memori yang umum terjadi di Redis open source.

    Jika metrik rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%, hal ini menunjukkan bahwa instance mengalami tekanan memori dan Anda harus mengikuti petunjuk di Mengelola rasio penggunaan memori sistem. Jika Anda tidak mengambil tindakan dan penggunaan memori terus bertambah, Anda berisiko mengalami crash instance karena memori tidak mencukupi. Metrik rasio penggunaan memori sistem Anda mungkin melebihi 80% karena fragmentasi memori. Atau, jika metrik melonjak dengan cepat hingga 80% atau lebih tinggi, Anda mungkin telah menggunakan salah satu operasi intensif memori.

    Anda harus memiliki rasio penggunaan memori sistem sebesar 50% atau kurang selama pembaruan pemeliharaan. Selain itu, terkadang ekspor memerlukan rasio penggunaan memori sistem sebesar 50% atau kurang.

Memori yang digunakan

  • Metrik memori yang digunakan menunjukkan jumlah data di instance Memorystore Anda. Memori yang digunakan instance dapat bertambah hingga batas konfigurasi maxmemory-gb. Saat memori yang digunakan melebihi batas maxmemory-gb, kebijakan penghapusan akan berlaku.

Kebijakan penghapusan

  • Kebijakan penghapusan instance (juga dikenal sebagai kebijakan maxmemory) menentukan cara Redis menghapus kunci saat data instance mencapai batas maxmemory-gb. Redis menghapus kunci sebagai bagian dari kasus penggunaan cache normal. Penghapusan kunci terjadi sebagai proses latar belakang, sehingga kunci tidak langsung dihapus setelah batas maxmemory-gb tercapai. Tingkat tulis yang tinggi dapat melampaui penghapusan kunci sehingga menyebabkan kondisi kehabisan memori.

    Kebijakan penghapusan default instance Memorystore adalah volatile-lru. Jika Anda menggunakan kebijakan penghapusan volatile-*, pastikan Anda menetapkan TTL pada kunci yang ingin Anda habiskan masa berlakunya, jika tidak, Redis tidak akan memiliki kunci untuk dihapus.

    Untuk mengetahui daftar kebijakan penghapusan, lihat Kebijakan Maxmemory.

    Untuk mempelajari cara mengubah kebijakan penghapusan, lihat Mengonfigurasi instance Redis.

Fragmentasi memori

  • Fragmentasi memori dapat menyebabkan instance Memorystore kehabisan memori meskipun rasio memori yang digunakan terhadap maxmemory-gb rendah. Fragmentasi memori terjadi saat sistem operasi mengalokasikan halaman memori yang tidak dapat digunakan sepenuhnya oleh Redis setelah operasi tulis dan hapus berulang. Akumulasi halaman tersebut dapat menyebabkan sistem kehabisan memori dan akhirnya menyebabkan server Redis mengalami crash. Konfigurasi Redis activedefrag dapat membantu mengurangi fragmentasi.

Defragmentasi aktif

  • Redis versi 4.0 dan yang lebih tinggi menyediakan konfigurasi activedefrag. Jika memungkinkan, Anda harus membuat instance Memorystore menggunakan Redis 4.0. Memorystore menetapkan activedefrag ke "no" secara default. Menetapkan activedefrag ke "yes" memiliki trade-off CPU, tetapi dapat membantu mengurangi fragmentasi memori, yang berkontribusi pada masalah kehabisan memori.

    Jika metrik rasio penggunaan memori sistem menunjukkan fragmentasi memori, Anda harus mengaktifkan activedefrag. Jika tidak, activedefrag tetap menjadi setelan opsional.

Operasi intensif memori

Operasi berikut menggunakan memori yang signifikan, terutama saat dijalankan bersamaan dengan tingkat tulis yang tinggi:

Operasi ekspor

Fitur ekspor Memorystore menggunakan operasi Redis BGSAVE, yang menggunakan copy-on-write. Bergantung pada ukuran data, volume tulis, dan kunci yang disentuh, memori yang diperlukan untuk ekspor dapat dua kali lipat ukuran ruang yang ditempati data Anda. Oleh karena itu, agar ekspor berhasil, Anda mungkin perlu mengurangi batas maxmemory-gb menjadi 50% dari kapasitas instance selama ekspor.

Operasi upgrade versi dan penskalaan

Penskalaan atau Upgrade selama periode beban tulis yang tinggi dapat memberikan tekanan memori pada instance Anda karena overhead memori yang disebabkan oleh replikasi. Selain itu, beban baca yang tinggi dapat meningkatkan ukuran buffer output Redis, sehingga menyebabkan peningkatan tekanan memori. Jika operasi penskalaan atau upgrade gagal karena tekanan memori, Anda harus:

  • Kurangi maxmemory-gb menjadi 50% dari kapasitas instance Anda sebelum operasi penskalaan/upgrade. Jika memungkinkan, Anda juga harus menurunkan maxmemory selama periode traffic instance yang rendah, karena tindakan ini mengurangi dampak negatif penurunan maxmemory pada rasio cache ditemukan.
  • Lakukan penskalaan/upgrade selama periode tulis rendah.

Pemeliharaan

Pemeliharaan juga menambah tekanan memori pada instance Anda. Anda harus mengambil tindakan agar metrik Rasio Penggunaan Memori Sistem berada pada 50% atau lebih rendah pada saat pemeliharaan terjadwal. Anda dapat melakukannya dengan menjadwalkan waktu saat traffic instance rendah, atau dengan meningkatkan ukuran instance Anda untuk sementara selama masa pemeliharaan sehingga metrik Rasio Penggunaan Memori Sistem berada pada 50% atau lebih rendah.

Memantau penggunaan memori instance

Pantau metrik dan tetapkan pemberitahuan yang diuraikan di bagian ini. Metrik dan pemberitahuan ini memberi Anda insight tentang penggunaan memori instance. Untuk mempelajari cara melihat metrik dan menetapkan pemberitahuan, lihat Memantau instance Redis.

Metrik Alamat metrik lengkap
Maxmemory redis.googleapis.com/stats/memory/maxmemory
Penggunaan memori redis.googleapis.com/stats/memory/usage
Rasio penggunaan memori redis.googleapis.com/stats/memory/usage_ratio
Durasi kelebihan beban memori sistem redis.googleapis.com/stats/memory/system_memory_overload_duration
Rasio penggunaan memori sistem redis.googleapis.com/stats/memory/system_memory_usage_ratio
Rasio cache ditemukan redis.googleapis.com/stats/memory/cache_hit_ratio
Kunci yang dapat habis masa berlakunya redis.googleapis.com/keyspace/keys_with_expiration
Kunci yang sudah berakhir redis.googleapis.com/stats/expired_keys
Kunci yang dikeluarkan redis.googleapis.com/stats/evicted_keys

Rasio Penggunaan Memori

Metrik rasio penggunaan memori menunjukkan seberapa dekat ukuran set kerja Anda dengan batas maxmemory-gb. Kecuali jika kebijakan penghapusan ditetapkan ke no-eviction, data instance yang mencapai maxmemory tidak selalu menunjukkan masalah. Namun, penghapusan kunci adalah proses latar belakang yang memerlukan waktu. Jika Anda memiliki tingkat tulis yang tinggi, Anda dapat kehabisan memori sebelum Redis memiliki waktu untuk menghapus kunci guna mengosongkan ruang.

Rasio penggunaan memori sistem

Rasio penggunaan memori sistem adalah metrik penting yang harus dipantau. Untuk memastikan instance memiliki memori yang cukup untuk mendukung workload dan operasi intensif memori lainnya, penting untuk selalu memiliki memori sistem yang cukup.

Tetapkan pemberitahuan untuk memberi tahu Anda jika metrik rasio penggunaan memori sistem mencapai 80%. Jika mencapai 80%, Anda harus mulai memantau metrik rasio penggunaan memori sistem dengan lebih cermat. Jika rasio penggunaan memori sistem terus meningkat secara signifikan, Anda harus mengaktifkan activedefrag, menurunkan maxmemory, dan mempertimbangkan untuk menskalakan instance.

Setelah rasio penggunaan memori sistem mencapai 100%, setiap operasi yang lebih meningkatkan jejak memori instance Anda akan diblokir dan Redis akan menampilkan error berikut:

-OOM command not allowed under OOM prevention.

Lihat Mengelola rasio penggunaan memori sistem untuk mengetahui detail selengkapnya.

Durasi kelebihan beban memori sistem

Jika penggunaan memori terlalu tinggi, Memorystore akan memblokir penulisan ke instance Anda untuk menjaga kesehatan instance. Durasi kelebihan beban memori sistem melacak durasi instance Anda dalam status penulisan yang diblokir.

Anda harus Menetapkan pemberitahuan untuk metrik ini agar Anda mengetahui kapan penulisan diblokir untuk instance Anda. Selain itu, Anda dapat merujuk kembali ke metrik ini untuk memecahkan masalah penerimaan error -OOM command not allowed under OOM prevention..

Rasio cache ditemukan

Anda harus memantau rasio cache ditemukan secara rutin agar Anda mengetahui persentase pencarian kunci yang berhasil ditampilkan oleh kunci di instance Redis Anda. Secara umum, rasio cache ditemukan yang lebih tinggi lebih baik daripada rasio cache ditemukan yang lebih rendah. Anda harus mencatat rasio cache ditemukan sebelum melakukan perubahan konfigurasi besar seperti menyesuaikan batas maxmemory-gb, mengubah kebijakan penghapusan, atau menskalakan instance. Kemudian, setelah Anda mengubah instance, periksa kembali rasio cache ditemukan untuk melihat pengaruh perubahan Anda terhadap metrik ini.

Kunci yang dapat habis masa berlakunya dan Kunci yang sudah berakhir

Metrik Stackdriver kunci yang dapat habis masa berlakunya memantau jumlah kunci yang ditetapkan untuk habis masa berlakunya. Jika tidak ada kunci yang dapat habis masa berlakunya, hal ini dapat menunjukkan bahwa Anda tidak menetapkan TTL pada kunci. Dalam kasus seperti itu, saat data instance mencapai batas maxmemory-gb, tidak ada kunci yang akan dihapus sehingga dapat menyebabkan kondisi kehabisan memori jika Anda menggunakan kebijakan penghapusan volatile-*.

Metrik lain yang dapat Anda pantau adalah kunci yang sudah berakhir. Jika metrik menunjukkan banyak kunci yang sudah berakhir, tetapi Anda masih melihat tekanan memori pada instance, Anda harus menurunkan maxmemory-gb.

Menyelesaikan kondisi kehabisan memori

Di bawah ini adalah beberapa praktik terbaik yang harus Anda ikuti jika instance Anda mengalami tekanan memori atau mengalami error kehabisan memori.

  1. Jika Anda menggunakan kebijakan penghapusan volatile-*, pastikan Anda menetapkan TTL pada kunci yang ingin Anda habiskan masa berlakunya. Lihat Kebijakan penghapusan untuk mengetahui detail selengkapnya.

  2. Untuk instance yang menjalankan Redis 4.0 dan yang lebih tinggi:

    1. Aktifkan activedefrag untuk instance Anda. Lihat Defragmentasi aktif untuk mengetahui detail selengkapnya.

  3. Pelajari cara menggunakan metrik untuk memecahkan masalah kondisi kehabisan memori, dan mendapatkan insight tentang penggunaan memori instance Anda: Memantau penggunaan memori instance, Mengelola rasio penggunaan memori sistem.

  4. Pelajari cara menyesuaikan maxmemory saat menjalankan Operasi intensif memori.

  5. Jika metrik rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%, kurangi batas maxmemory-gb instance Anda. Lihat Mengelola rasio penggunaan memori sistem untuk mengetahui detail selengkapnya.

  6. Pertimbangkan untuk meningkatkan kapasitas instance Anda.

  7. Jika Anda masih mengalami kondisi OOM, hubungi Dukungan Google Cloud Platform.

Menyesuaikan ukuran instance Memorystore

Bagian ini membahas tiga pendekatan berbeda yang membantu Anda menyesuaikan ukuran instance berdasarkan workload:

Menentukan ukuran awal instance Memorystore

Pertama, Anda harus memilih apakah Anda menginginkan instance Paket Standar atau Paket Dasar. Untuk mempelajari lebih lanjut paket Memorystore for Redis, lihat Kemampuan paket Redis. Setelah memilih paket yang tepat untuk aplikasi Anda, ikuti langkah-langkah berikut untuk menentukan ukuran instance yang Anda butuhkan:

  1. Tentukan ukuran data Anda.

    • Perkirakan jumlah kunci, dan ukuran rata-rata kunci, yang akan ditulis aplikasi Anda ke instance Redis. Kalikan nilai ini untuk mendapatkan perkiraan kasar ukuran instance yang Anda butuhkan.

  2. Pilih kebijakan penghapusan.

    • Jika Anda menggunakan kebijakan maxmemory noeviction, ukuran instance Anda harus cukup besar untuk menampung workload puncak dan set kerja. Jika Anda kehabisan memori dengan kebijakan maxmemory ini, instance Anda dapat memasuki kondisi kehabisan memori.
    • Kebijakan penghapusan lainnya tidak memengaruhi ukuran instance yang harus Anda sediakan.

  3. Sediakan memori tambahan untuk instance Paket Standar

    • Tidak seperti instance Paket Dasar, instance Paket Standar mencadangkan 10% kapasitas instance sebagai buffer replikasi. Jika Anda memilih instance Paket Standar, pastikan Anda mengambil perkiraan data dari langkah pertama dan menyediakan tambahan 10% untuk buffer replikasi.

  4. Perkirakan tingkat tulis rata-rata dan puncak

    • Jika memungkinkan, perkirakan tingkat tulis, dan ukuran kunci yang akan digunakan aplikasi Anda. Tingkat tulis dibandingkan dengan tingkat penghapusan kunci menentukan seberapa cepat instance Anda akan bertambah dari waktu ke waktu.

  5. Tingkatkan skala untuk mencapai rasio cache ditemukan yang diinginkan

    • Pantau rasio cache ditemukan, dan jika Anda tidak mendapatkan cache ditemukan yang berhasil sebanyak yang Anda inginkan, berarti Anda harus meningkatkan ukuran instance, atau memastikan bahwa aplikasi Anda menulis kunci ke instance Memorystore yang diminta, dan tidak terpenuhi.

Menentukan apakah instance Anda memblokir penulisan karena kondisi kehabisan memori

Jika Anda mendapatkan error berikut:

-OOM command not allowed under OOM prevention.

Kemudian, periksa apakah:

  1. Metrik rasio penggunaan memori sistem melebihi 80% tepat sebelum instance Anda mulai mengalami masalah.
  2. Rasio penggunaan memori sistem meningkat sangat cepat sebelum masalah terjadi pada instance Anda.
  3. Metrik durasi kelebihan beban memori sistem menunjukkan nilai di atas nol selama periode yang sama saat Anda mengalami penulisan yang diblokir.

Jika ya, kemungkinan hal ini menunjukkan bahwa instance memblokir penulisan karena kondisi kehabisan memori.

Mengelola rasio penggunaan memori sistem

Tetapkan pemberitahuan untuk memberi tahu Anda jika metrik rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%. Jika rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%, Anda harus mengambil tindakan yang sesuai agar instance tidak kehabisan memori. Bergantung pada volume tulis dan pola akses kunci, penggunaan memori sistem berpotensi meningkat dengan cepat hingga 100%. Memorystore menyediakan cara berikut untuk mengelola sistem rasio penggunaan memori:

  • Aktifkan activedefrag untuk instance yang menjalankan Redis versi 4.0 dan yang lebih tinggi.
  • Turunkan batas maxmemory-gb instance Anda.
  • Tingkatkan skala instance.
  • Pilih kebijakan penghapusan yang sesuai.
  • Tetapkan TTL pada kunci yang mudah berubah.
  • Hapus kunci dari instance Anda secara manual.

Mengaktifkan activedefrag

Jika rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%, aktifkan activedefrag (untuk instance yang menjalankan Redis versi 4.0 dan yang lebih tinggi). Defragmentasi dapat memerlukan waktu berjam-jam untuk melepaskan memori yang terfragmentasi. Jika traffic tulis tinggi, defragmentasi saja mungkin tidak cukup untuk menghentikan instance Anda kehabisan memori. Oleh karena itu, Anda mungkin perlu menerapkan rekomendasi berikut:

Menurunkan batas maxmemory instance

Jika rasio penggunaan memori sistem melebihi 80%, Anda harus menurunkan maxmemory-gb, tetapi pertama-tama lihat bagaimana rasio penggunaan memori sistem telah berubah dari waktu ke waktu untuk menentukan batas maxmemory-gb baru yang akan ditetapkan.

Skenario 1: Rasio penggunaan memori sistem telah meningkat secara bertahap dan perlahan. Fragmentasi kemungkinan menjadi masalah, dan Anda harus menurunkan maxmemory-gb dalam peningkatan kecil hingga rasio penggunaan memori sistem stabil di bawah 80%.

Skenario 2: Rasio penggunaan memori sistem melonjak dengan cepat, dan Anda melihat beban tulis yang signifikan pada instance Anda. Operasi intensif memori kemungkinan menyebabkan lonjakan. Dalam situasi ini, Anda harus menurunkan batas maxmemory-gb dalam peningkatan yang lebih besar untuk memastikan bahwa instance menghindari kondisi kehabisan memori, atau pulih dari kondisi kehabisan memori. Anda harus mencatat bahwa penurunan maxmemory dapat mengurangi rasio cache ditemukan instance. Rasio cache ditemukan yang jauh lebih rendah menunjukkan bahwa Anda harus meningkatkan skala instance sehingga aplikasi Anda dapat memperoleh keuntungan dari penggunaan Redis. Untuk mempelajari cara menyesuaikan konfigurasi maxmemory-gb, lihat Mengonfigurasi instance Redis.

Meningkatkan skala instance

Ikuti petunjuk di Menskalakan instance Redis untuk meningkatkan kapasitas instance Anda.

Contoh penskalaan Maxmemory:

Jika Anda memiliki instance 10 GB dengan maxmemory-gb yang ditetapkan ke 8 GB, Anda memiliki 8 GB untuk menyimpan kunci dan 2 GB overhead memori. Jika Anda menskalakan instance ke 20 GB, maxmemory-gb akan diskalakan ke 16 GB. Oleh karena itu, instance Anda kini memiliki memori 16 GB untuk menyimpan kunci, dan overhead 4 GB. Lihat Menskalakan instance Redis untuk mengetahui petunjuk tentang cara meningkatkan atau mengurangi ukuran instance.

Memilih kebijakan penghapusan yang sesuai

Jika Anda menyimpan data yang mudah berubah, pilih salah satu volatile-* kebijakan penghapusan. Jika Anda menyimpan data yang tidak mudah berubah, pilih salah satu kebijakan allkeys-*.

Menghapus kunci dari instance Anda secara manual

Anda dapat memperbaiki kondisi kehabisan memori dengan menghapus kunci dari instance Anda secara manual. Ini adalah solusi sementara yang membantu Anda meningkatkan kesehatan instance.