在之前的文章中,已经介绍了ngx_lua的一些基本介绍,这篇文章主要着重讨论一下如何通过ngx_lua同后端的memcached、redis进行非阻塞通信。
1. Memcached 在Nginx中访问Memcached需要模块的支持,这里选用HttpMemcModule,这个模块可以与后端的Memcached进行非阻塞的通信。我们知道官方提供了Memcached,这个模块只支持get操作,而Memc支持大部分Memcached的命令。
Memc模块采用入口变量作为参数进行传递,所有以$memc_为前缀的变量都是Memc的入口变量。memc_pass指向后端的Memcached Server。
配置:
#使用HttpMemcModule
location = /memc {
set $memc_cmd $arg_cmd;
set $memc_key$arg_key;
set $memc_value $arg_val;
set $memc_exptime $arg_exptime;
memc_pass '127.0.0.1:11211';
}
输出:
$ curl'http://localhost/memc?cmd=set&key=foo&val=Hello'
$ STORED
$ curl'http://localhost/memc?cmd=get&key=foo'
$ Hello
这就实现了memcached的访问,下面看一下如何在lua中访问memcached。
配置:
#在Lua中访问Memcached
location = /memc {
internal;
#只能内部访问
set $memc_cmd get;
set $memc_key$arg_key;
memc_pass '127.0.0.1:11211';
}
location = /lua_memc {
content_by_lua '
local res = ngx.location.capture("/memc", {
args = { key = ngx.var.arg_key }
})
if res.status == 200 then
ngx.say(res.body)
end
';
}
输出:
$ curl'http://localhost/lua_memc?key=foo'
$ Hello
通过lua访问memcached,主要是通过子请求采用一种类似函数调用的方式实现。首先,定义了一个memc location用于通过后端memcached通信,就相当于memcached storage。由于整个Memc模块时非阻塞的,ngx.location.capture也是非阻塞的,所以整个操作非阻塞。
2. Redis
访问redis需要HttpRedis2Module的支持,它也可以同redis进行非阻塞通行。不过,redis2的响应是redis的原生响应,所以在lua中使用时,需要解析这个响应。可以采用LuaRedisModule,这个模块可以构建redis的原生请求,并解析redis的原生响应。
配置:
#在Lua中访问Redis
location = /redis {
internal;
#只能内部访问
redis2_query get $arg_key;
redis2_pass '127.0.0.1:6379';
}
location = /lua_redis { #需要LuaRedisParser
content_by_lua '
local parser = require("redis.parser")
local res = ngx.location.capture("/redis", {
args = { key = ngx.var.arg_key }
})
if res.status == 200 then
reply = parser.parse_reply(res.body)
ngx.say(reply)
end
';
}
输出:
$ curl'http://localhost/lua_redis?key=foo'
$ Hello
和访问memcached类似,需要提供一个redis storage专门用于查询redis,然后通过子请求去调用redis。
3. Redis Pipeline在实际访问redis时,有可能需要同时查询多个key的情况。我们可以采用ngx.location.capture_multi通过发送多个子请求给redis storage,然后在解析响应内容。但是,这会有个限制,Nginx内核规定一次可以发起的子请求的个数不能超过50个,所以在key个数多于50时,这种方案不再适用。
幸好redis提供pipeline机制,可以在一次连接中执行多个命令,这样可以减少多次执行命令的往返时延。客户端在通过pipeline发送多个命令后,redis顺序接收这些命令并执行,然后按照顺序把命令的结果输出出去。在lua中使用pipeline需要用到redis2模块的redis2_raw_queries进行redis的原生请求查询。
配置:
#在Lua中访问Redis
location = /redis {
internal;
#只能内部访问 redis2_raw_queries $args $echo_request_body;
redis2_pass '127.0.0.1:6379';
}
location = /pipeline {
content_by_lua 'conf/pipeline.lua';
}
pipeline.lua
-- conf/pipeline.lua file
local parser = require(‘redis.parser’)
local reqs = {
{‘get’, ‘one’}, {‘get’, ‘two’}
}
-- 构造原生的redis查询,get one\r\nget two\r\n
local raw_reqs = {}
for i, req in ipairs(reqs)do
table.insert(raw_reqs, parser.build_query(req))
end
local res = ngx.location.capture(‘/redis?’..#reqs, { body = table.concat(raw_reqs, ‘’) })
if res.status and res.body then
-- 解析redis的原生响应
local replies = parser.parse_replies(res.body, #reqs)
for i, reply in ipairs(replies)do
ngx.say(reply[1])
end
end
输出:
$ curl'http://localhost/pipeline'
$ first
second
4. Connection Pool
前面访问redis和memcached的例子中,在每次处理一个请求时,都会和后端的server建立连接,然后在请求处理完之后这个连接就会被释放。这个过程中,会有3次握手、timewait等一些开销,这对于高并发的应用是不可容忍的。这里引入connection pool来消除这个开销。
连接池需要HttpUpstreamKeepaliveModule模块的支持。
配置:
http {
# 需要HttpUpstreamKeepaliveModule
upstream redis_pool {
server 127.0.0.1:6379;
# 可以容纳1024个连接的连接池
keepalive 1024 single;
}
server {
location = /redis {
…
redis2_pass redis_pool;
}
}
}
这个模块提供keepalive指令,它的context是upstream。我们知道upstream在使用Nginx做反向代理时使用,实际upstream是指“上游”,这个“上游”可以是redis、memcached或是mysql等一些server。upstream可以定义一个虚拟server集群,并且这些后端的server可以享受负载均衡。keepalive 1024就是定义连接池的大小,当连接数超过这个大小后,后续的连接自动退化为短连接。连接池的使用很简单,直接替换掉原来的ip和端口号即可。
有人曾经测过,在没有使用连接池的情况下,访问memcached(使用之前的Memc模块),rps为20000。在使用连接池之后,rps一路飙到140000。在实际情况下,这么大的提升可能达不到,但是基本上100-200%的提高还是可以的。
5. 小结 这里对memcached、redis的访问做个小结。 1. Nginx提供了强大的编程模型,location相当于函数,子请求相当于函数调用,并且location还可以向自己发送子请求,这样构成一个递归的模型,所以采用这种模型实现复杂的业务逻辑。 2. Nginx的IO操作必须是非阻塞的,如果Nginx在那阻着,则会大大降低Nginx的性能。所以在Lua中必须通过ngx.location.capture发出子请求将这些IO操作委托给Nginx的事件模型。 3. 在需要使用tcp连接时,尽量使用连接池。这样可以消除大量的建立、释放连接的开销。
【使用ngx_lua构建高并发应用(2)】
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