【Redis持久化】服务器突然挂了!Redis缓存都在内存中啊

该日志由 samool 发表于 2020-09-27 14:29:53

我是Redis,一个叫Antirez的男人把我带到了这个世界上。

“快醒醒!快醒醒!”,隐隐约约,我听到有人在叫我。

慢慢睁开眼睛,原来旁边是MySQL大哥。

“我怎么睡着了?”

“嗨,你刚才是不是出现了错误,整个进程都崩溃了!害得一大堆查询请求都给我怼过来了!”,MySQL说到。

刚刚醒来,脑子还有点懵,MySQL大哥扶我起来继续工作。

“糟了!我之前缓存的数据全都不见了!”

“WTF?你没有做持久化吗?”,MySQL大哥一听脸色都变了。

我尴尬的摇了摇头,“我都是保存在内存中的,所以才那么快啊”

“那也可以在硬盘上保存一下啊,遇到这种情况全部从头再来建立缓存,这不浪费时间嘛!”

我点了点头,“让我琢磨一下,看看怎么做这个持久化”。

RDB持久化

没几天,我就拿出了一套方案:RDB

既然我的数据都在内存中存放着,最简单的就是遍历一遍把它们全都写入文件中。

为了节约空间,我定义了一个二进制的格式,把数据一条一条码在一起,生成了一个RDB文件。

不过我的数据量有点大,要是全部备份一次得花不少时间,所以不能太频繁的去做这事,要不然我不用干正事了,光花时间去备份了。

还有啊,要是一直没有写入操作,都是读取操作,那我也不用重复备份,浪费时间。

思来想去,我决定提供一个配置参数,既可以支持周期性备份,也可以避免做无用功。

就像这样:

  • save 900 1 # 900秒(15分钟)内有1个写入
  • save 300 10 # 300秒(5分钟)内有10个写入
  • save 60 10000 # 60秒(1分钟)内有10000个写入

多个条件可以组合使用,只要上面一个条件满足,我就会去进行备份。

后来我又想了一下,这样还是不行,我得fork出一个子进程去做这件事,不能浪费我的时间。

有了备份文件,下次我再遇到崩溃退出,甚至服务器断电罢工了,只要我的备份文件还在,我就能在启动的时候读取,快速恢复之前的状态啦!

MySQL:binlog

我带着这套方案,兴冲冲的拿给了MySQL大哥看了,期待他给我一些鼓励。

“老弟,你这个方案有点问题啊”,没想到,他竟给我浇了一盆冷水。

“问题?有什么问题?”

“你看啊,你这个周期性去备份,周期还是分钟级别的,你可知道咱们这服务每秒钟都要响应多少请求,像你这样不得丢失多少数据?”,MySQL语重心长的说到。

我一下有些气短了,“可是,这个备份一次要遍历全部数据,开销还是挺大的,不适合高频执行啊”

“谁叫你一次遍历全部数据了?来来来,我给你看个东西”,MySQL大哥把我带到了一个文件目录下:

  • mysql-bin.000001
  • mysql-bin.000002
  • mysql-bin.000003
  • ···

“看,这些是我的二进制日志binlog,你猜猜看里面都装了些什么?”,MySQL大哥指着这一堆文件说到。

我看了一眼,全是一堆二进制数据,这哪看得懂,我摇了摇头。

“这里面呀记录了我对数据执行更改的所有操作,像是INSERTUPDATEDELETE等等动作,等我要进行数据恢复的时候就可以派上大用场了”

听他这么一说,我一下来了灵感!告别了MySQL大哥,回去研究起新的方案来了。

AOF持久化

你们也知道,我也是基于命令式的,每天的工作就是响应业务程序发来的命令请求。

回来以后,我决定照葫芦画瓢,学着MySQL大哥的样子,把我执行的所有写入命令都记录下来,专门写入了一个文件,并给这种持久化方式也取了一个名字:AOF(Append Only File)

不过我遇到了RDB方案同样的问题,我该多久写一次文件呢?

我肯定不能每执行一条写入命令就记录到文件中,那会严重拖垮我的性能!我决定准备一个缓冲区,然后把要记录的命令先临时保存在这里,然后再择机写入文件,我把这个临时缓冲区叫做aof_buf

说干就干,我试了一下,竟然发现数据没有写入到文件中去。多方打听才知道,原来操作系统也有个缓存区,我写的数据被他缓存起来了,没有给我写入到文件中去,这不是坑爹呢嘛!

看来,我写完了还得要去刷新一下,把数据真正给写下去,思来想去,我还是提供一个参数,让业务程序去设置什么时候刷新吧。

appendfsync参数,三个取值:

  • always: 每个事件周期都同步刷新一次
  • everysec: 每一秒都同步刷新一次
  • no: 我只管写,让操作系统自己决定什么时候真正写入吧

AOF重写

这一次我不像之前那么冲动,我决定先试运行一段时间再去告诉MySQL大哥,免得又被他戳到软肋。

试用了一段时间,各方面都运行良好,不过我发现随着时间的推移,我写的这个AOF备份文件越来越大,越来越大!不仅非常占硬盘空间,复制移动,加载分析都非常的麻烦耗时。

我得想个办法把文件给压缩一下,我把这个过程叫做AOF重写

一开始,我打算去分析原来的AOF文件,然后将其中的冗余指令去掉,来给AOF文件瘦瘦身,不过我很快放弃了这个想法,这工作量实在太大了,分析起来也颇为麻烦,浪费很多精力跟时间。

原来的一条条记录这种方式实在是太笨了,数据改来改去,有很多中间状态都没用,我何不就把最终都数据状态记录下来就好了?

比如:

  • RPUSH name_list'编程技术宇宙'
  • RPUSH name_list'帅地玩编程'
  • RPUSH name_list'后端技术学堂'

可以合并成一条搞定:

  • RPUSH name_list '编程技术宇宙' '帅地玩编程' '后端技术学堂'

AOF文件重写的思路我是有了,不过这件事干起来还是很耗时间,我决定和RDB方式一样,fork出一个子进程来做这件事情。

谨慎如我,发现这样做之后,子进程在重写期间,我要是修改了数据,就会出现和重写的内容不一致的情况!MySQL大哥肯定会挑刺儿,我还得把这个漏洞给补上。

于是,我在之前的aof_buf之外,又准备了一个缓冲区:AOF重写缓冲区

从创建重写子进程开始的那一刻起,我把后面来的写入命令也copy一份写到这个重写缓冲区中,等到子进程重写AOF文件结束之后,我再把这个缓冲区中的命令写入到新的AOF文件中。

最后再重命名新的AOF文件,替换掉原来的那个臃肿不堪的大文件,终于大功告成!

再三确定我的思路没有问题之后,我带着新的方案再次找到了MySQL大哥,我都做到这份儿上了,这一次,想必他应该无话可说了吧?

MySQL大哥看了我的方案露出了满意的笑容,只是问了一个问题:

这AOF方案这么好了,RDB方案是不是可以不要了呢?

万万没想到,他居然问我这个问题,我竟陷入了沉思,你觉得我该怎么回答好呢?

彩蛋

“你怎么又崩溃了?”

“不好意思,又遇到bug了,不过不用担心,我现在可以快速恢复了!”

“那老崩溃也不是事儿啊,你只有一个实例太不可靠了,去找几个帮手吧!”

该日志标签: 技术, 进程, 查询, 动作, 工作, 目录, 错误, 日志, 漏洞, 世界, 内容, 文件, 程序, 运行, 实例, 男人, mysql, 编程, bug, 周期, 问题, 命令, 同步, 数据, 记录, 时间, 参数, 指令, 内存, 崩溃, , 时候, aof, 写入, 重写

视频防盗链技术方案研究与讲解

该日志由 samool 发表于 2020-09-15 18:48:00

作者:谭东

最近刚完成点播视频防盗链的部署,也对视频防盗链技术方案有了研究与了解。在这里给大家分享下技术方案和原理。

一、先说下为什么要防盗链?

这个主要是:

  1. 网站方为了防止自己的点播服务器的资源和流量被盗用;
  2. 保护视频版权;
  3. 防止视频被下载盗用等。

二、防盗链技术方案

一般盗链者可以直接获取播放地址盗用或者破解播放器盗用、录屏盗用、下载盗用、视频链接破解提取原地址等方式进行盗链。

所以我们在防盗链时要综合这些因素考虑,当然不可能面面俱到,但是能够覆盖大部分常见的手段即可。

常见方案有:

  1. 视频加水印;
  2. 视频加DRM版权水印;
  3. 视频加密;
  4. 播放器加解密;
  5. Referer防盗链
  6. URL防盗链
  7. 采用m3u8等盗链难度高的文件格式,也可以防下载;
  8. IP黑白名单限制等。

说了这么多,我们来看看目前主流的视频防盗链技术方案,例如央视网、腾讯、优酷等平台一般都采用Referer防盗链和URL防盗链方式进行防盗链。针对直播视频防盗链或点播视频防下载,我们还可以将视频文件格式变成m3u8格式,这样可以防止视频被下载。

那么接下来我们就简单讲解下Referer防盗链和URL防盗链方案:

(1)Referer防盗链

Referer防盗链比较简单,是基于 HTTP 协议支持的 Referer 机制,通过播放请求 Header 中携带的 Referer 字段识别请求的来源。开发者可以设置一批域名为黑名单或白名单,CDN 节点将按照名单中的域名做鉴权,从而允许或拒绝播放请求。也就是携带了播放来源,如果播放这个视频源的页面地址不对的话,则会拒绝播放。当然Referer是可以伪造的,所以建议结合URL防盗链进行使用。

(2)URL防盗链

URL防盗链是主流防盗链方案,也是安全度比较高一种防盗链方式。当然也有称作是Token校验方式,也有叫做鉴权防盗链,这里统称URL防盗链。

URL防盗链可以设置很多功能,如视频链接过期时间、播放人数控制、视频播放时长控制(如试看5分钟这种功能)等等。而控制鉴权的这部分放在CDN节点中去处理。

URL防盗链,允许开发者将视频的播放控制参数以 QueryString 的形式拼接在视频 URL 中,CDN 节点将检查 URL 中的播放控制参数,并依据参数控制视频的播放。目前,Key 防盗链通过“过期时间参数”、“允许播放的 IP 数量参数”和“试看时间参数”,支持“防盗链有效时间控制”、“防盗链播放人数控制”和“视频播放时长控制”。

  • 防盗链有效时间控制

在视频 URL 中指定过期时间。如果请求的视频 URL 已过期,则视频无法播放。通过这种方式,可以为视频 URL 设置有效时间,防范他人将视频 URL 转移到其他站点后长期使用。

  • 防盗链播放人数控制

在视频 URL 中指定链接最多能供多少人播放。不在同一内网的播放终端,它们的公网 IP 一般是不同的。通过限制一个 URL 允许最多能被多少公网 IP 播放,就能够限制同一个 URL 可以播放的人数,从而可以防范他人将视频 URL 转移到其他站点后,无限制地分发给任意多的人数观看。

  • 视频允许播放时长控制

在视频 URL 中指定试看时长(如仅允许播放视频的前5分钟)。通过这种方式,可以实现对未付费用户的试看功能。

URL防盗链功能简介:

  • 支持在视频 URL 中指定过期时间,他人获取后无法长期使用。
  • 支持在视频 URL 中指定最大允许播放 IP 数,他人获取后不能无限制地分发给更多人观看。
  • 支持在视频 URL 中指定试看时长,实现试看功能。
  • 开发者使用密钥KEY对视频 URL 签名,并在 URL 中带上签名结果。只要用户密钥不泄露,其他用户无法伪造视频 URL。
  • CDN 节点检查视频 URL 中的参数和签名,对视频播放请求进行控制。如果请求检查不通过,则返回403响应码。
  • 支持的文件类型:MP4、TS、M3U8、FLV、AAC、MOV、WMV、AVI、MP3、RMVB、MKV、MPG、3GP、WEBM、M4V、ASF、F4V、WAV、MPEG、VOB、RM、WMA、DAT、M4A、MPD、M4S。

三、具体URL防盗链生成和使用

URL的生成是由我们这边服务器处理的,根据指定规则进行生成防盗链处理后的URL。

URL的生成是由我们这边服务器处理的,根据指定规则进行生成防盗链处理后的URL。
URL的生成是由我们这边服务器处理的,根据指定规则进行生成防盗链处理后的URL。

  • 开发者在视频的地址中均存在视频原始 URL。未开启防盗链时,使用视频原始 URL 即可播放视频。
  • 开启 Key 防盗链后,视频原始 URL 不再能播放,此时需要构造视频的防盗链 URL,CDN解析鉴权通过后返回视频数据。

(1)生成URL

防盗链 URL 的生成规则是在原始 URL 尾部,以 QueryString 的方式加入防盗链参数,形如:

http://example.vod.com/dir1/myVideo.mp4?t=[t]&exper=[exper]&rlimit=[rlimit]&us=[us]&sign=[sign]

这几个参数含义:

  • t(必填):播放地址的过期时间戳,以 Unix 时间的十六进制小写形式表示;过期后该 URL 将不再有效,返回403响应码。考虑到机器之间可能存在时间差,防盗链 URL 的实际过期时间一般比指定的过期时间长5分钟,即额外给出300秒的容差时间;建议过期时间戳不要过短,确保视频有足够时间完整播放。
  • exper(选填/选用):试看时长,单位为秒,以十进制表示,不填或者填0表示不试看(即返回完整视频);试看时长不要超过视频原始时长,否则可能导致播放失败。
  • rlimit(选填/选用):最多允许多少个不同 IP 的终端播放,以十进制表示,不填表示不做限制;当限制 URL 只能被1个人播放时,建议 rlimit 不要严格限制成1(例如可设置为3),因为移动端断网后重连 IP 可能改变。
  • us(选填/选用):链接标识,用于随机化一个防盗链 URL,增强链接的唯一性;建议每次生成防盗链 URL 时,指定一个随机的 us 值。
  • sign(必填):防盗链签名,以32个字符长的十六进制数表示,用于校验防盗链 URL 的合法性;签名校验失败将返回403响应码。

签名计算公式如下:

sign = md5(KEY + t + exper + rlimit + us)

有人可能注意到了,怎么多了一个KEY?这个KEY就是我们的一个密钥,CDN和我们生成URL的服务器都要使用相同的KEY才能进行加密和解密配对,开启 URL 防盗链时填写的密钥。必须由大小写字母(a - Z)或者数字(0 - 9)组成,长度在8 - 20个字符之间。

(2)防盗链URL生成示例:

例如视频原始地址:[https://example.vod.com/dir1/myVideo.mp4](),密钥KEY为:24FEQmTzro4V5u3D5epW,随机字符串us为72d4cd1101,URL 的过期时间是2018年01月31日20:00(Unix 时间为1517400000)即t为1517400000这里就不设置exper和limit了。

计算签名:

sign = md5("24FEQmTzro4V5u3D5epW5a71afc072d4cd1101") = "01ad188259e1f34979c06a10e6d0fb89"

最后我们生成URL防盗链:

http://example.vod.com/dir1/myVideo.mp4?t=5a71afc0&us=72d4cd1101&sign=01ad188259e1f34979c06a10e6d0fb89

我们这边服务器自己按照规则生成防盗链后的URL即可,CDN结点也按照这个规则和KEY来进行鉴权即可,匹配即允许播放,否则不允许访问资源。

好了,大致内容就是这么多,是不是很简单?对视频防盗链有了进一步了解?当然如果你想防止下载的话,建议使用HLS(m3u8)文件格式来进行传输,这样可以避免文件下载,安全性更高,而且HLS(m3u8)也可以对分片文件进行标准化或者自定义加密,安全度会更高。

我们这边服务器自己按照规则生成防盗链后的URL即可,CDN结点也按照这个规则和KEY来进行鉴权即可,匹配即允许播放,否则不允许访问资源。

好了,大致内容就是这么多,是不是很简单?对视频防盗链有了进一步了解?当然如果你想防止下载的话,建议使用HLS(m3u8)文件格式来进行传输,这样可以避免文件下载,安全性更高,而且HLS(m3u8)也可以对分片文件进行标准化或者自定义加密,安全度会更高。
我们这边服务器自己按照规则生成防盗链后的URL即可,CDN结点也按照这个规则和KEY来进行鉴权即可,匹配即允许播放,否则不允许访问资源。

好了,大致内容就是这么多,是不是很简单?对视频防盗链有了进一步了解?当然如果你想防止下载的话,建议使用HLS(m3u8)文件格式来进行传输,这样可以避免文件下载,安全性更高,而且HLS(m3u8)也可以对分片文件进行标准化或者自定义加密,安全度会更高。

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