As instâncias do Tair otimizadas para memória persistente usam memória persistente (PMEM) para oferecer bancos de dados em memória de grande capacidade, compatíveis com o Redis e com persistência de dados integrada. O sistema persiste cada gravação no nível do comando, sem depender do armazenamento tradicional em disco. Essa abordagem reduz os custos em até 30% em comparação com o Redis Open Source Edition e mantém latência e throughput praticamente idênticos.
Contexto
A Alibaba Cloud começou a investir em pesquisas e na implementação de memória persistente em 2018. Naquele ano, a empresa aplicou a memória persistente ao cluster principal de produtos de e-commerce e reduziu drasticamente os custos durante o Double 11. Esse foi o primeiro produto na China a implantar oficialmente a memória persistente em um ambiente de produção.
O amadurecimento dos ambientes em nuvem e os avanços nas tecnologias de memória persistente levaram a Alibaba Cloud a desenvolver um novo motor para persistência de dados. Esse motor se integra às instâncias bare metal do ECS para apresentar as instâncias do Tair otimizadas para memória persistente. Elas substituem a memória volátil tradicional do Redis pela PMEM para reduzir significativamente o risco de perda de dados.
Como funciona
O Redis padrão depende de reescritas de AOF (append-only file) para persistência. Essas operações acionam chamadas de fork() que podem causar alta latência, grande oscilação na rede e lentidão no carregamento de dados do serviço em configurações com grande capacidade de memória. Isso impõe uma escolha entre desempenho e durabilidade.
As instâncias otimizadas para memória persistente substituem a DRAM volátil pela PMEM nas instâncias bare metal do ECS. A PMEM oferece latência de acesso e throughput no nível de memória, sem depender do armazenamento tradicional em disco. O sistema retorna uma resposta somente após persistir cada gravação no nó mestre, o que garante durabilidade no nível do comando.
Essa arquitetura também simplifica sua camada de dados. A pilha tradicional de três camadas (aplicação, cache e armazenamento persistente) se reduz a apenas duas camadas:
Benefícios
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Benefício |
Descrição |
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Custo até 30% menor |
A capacidade da PMEM custa significativamente menos que a DRAM e reduz os gastos com infraestrutura sem sacrificar a compatibilidade com o Redis. O desempenho corresponde a aproximadamente 90% do Redis Open Source Edition. |
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Persistência no nível do comando |
O sistema persiste cada gravação antes de retornar uma resposta. Isso elimina a janela de perda de dados de snapshots periódicos. |
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Sem latência relacionada a fork |
As reescritas de AOF não acionam mais operações de |
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Módulos de dados estendidos |
Oferece suporte ao exString com os comandos CAS e CAD, ao tipo de dados exHash e ao TairCpc. |
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Modo de sincronização |
Há também suporte ao modo de replicação semissíncrona. Nesse modo, após o nó mestre executar uma atualização iniciada pelo cliente, ele replica os logs para um nó réplica. O sistema retorna uma resposta ao cliente somente após o nó réplica confirmar o recebimento dos logs. Isso impede a perda de dados durante failovers de alta disponibilidade. |
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Compatibilidade com Redis |
Compatível com a maioria das estruturas de dados e interfaces do Redis 6.0 ou anterior. Inclui alta disponibilidade, Auto Scaling, logs, diagnósticos inteligentes e opções flexíveis de backup e restauração. |
Casos de uso
Computação de dados intermediários em grande escala
O Redis Open Source Edition atende aos requisitos de desempenho, mas a um custo elevado. Outros bancos de dados, como o HBase, reduzem custos, mas não atendem aos requisitos de throughput e latência. As instâncias otimizadas para memória persistente alcançam ambos os objetivos: oferecem desempenho próximo ao do Redis com custo significativamente menor e persistência total de dados.
Essa carga de trabalho é ideal quando seu conjunto de trabalho é grande e os padrões de acesso são amplos, condições em que a vantagem de capacidade da PMEM sobre a DRAM se torna mais valiosa.
Serviços de jogos que exigem alta confiabilidade de dados
Os backends de jogos geralmente combinam o Redis para acesso de baixa latência e o MySQL para durabilidade. As instâncias otimizadas para memória persistente consolidam essas duas funções. A persistência no nível do comando elimina a janela de perda de dados do Redis, e a arquitetura simplificada reduz a complexidade operacional e os custos em comparação com a combinação de Redis e MySQL.