【redis的大key问题】

news2024/11/25 5:03:40

在使用 Redis 的过程中,如果未能及时发现并处理 Big keys(下文称为“大Key”),可能会导致服务性能下降、用户体验变差,甚至引发大面积故障。

本文将介绍大Key产生的原因、其可能引发的问题及如何快速找出大Key并将其优化的方案。

一、大Key的定义

Redis中,大Key是指占用了较多内存空间的键值对。大Key的定义实际是相对的,通常以Key的大小和Key中成员的数量来综合判定,例如:
在这里插入图片描述

注意:上述例子中的具体数值仅供参考,在实际业务中,您需要根据Redis的实际业务场景进行综合判断。

二、大Key引发的问题

当Redis中存在大量的大键时,可能会对性能和内存使用产生负面影响,影响内容包括

  • 客户端执行命令的时长变慢。

  • Redis内存达到maxmemory参数定义的上限引发操作阻塞或重要的Key被逐出,甚至引发内存溢出(Out Of Memory)。

  • 集群架构下,某个数据分片的内存使用率远超其他数据分片,无法使数据分片的内存资源达到均衡。

  • 对大Key执行读请求,会使Redis实例的带宽使用率被占满,导致自身服务变慢,同时易波及相关的服务。

  • 对大Key执行删除操作,易造成主库较长时间的阻塞,进而可能引发同步中断或主从切换。

上面的这些点总结起来可以分为三个方面:
在这里插入图片描述

三、大Key产生的原因

未正确使用Redis、业务规划不足、无效数据的堆积、访问量突增等都会产生大Key,如:

  • 在不适用的场景下使用Redis,易造成Keyvalue过大,如使用String类型的Key存放大体积二进制文件型数据;

  • 业务上线前规划设计不足,没有对Key中的成员进行合理的拆分,造成个别Key中的成员数量过多;

  • 未定期清理无效数据,造成如HASH类型Key中的成员持续不断地增加;

  • 使用LIST类型Key的业务消费侧发生代码故障,造成对应Key的成员只增不减。

上面的这些点总结起来可以分为五个方面:
在这里插入图片描述

四、如何快速找出大Key

要快速找出Redis中的大键,可以使用Redis的命令和工具进行扫描和分析。以下是一些方法:

  • 使用Redis命令扫描键Redis提供了SCAN命令,可以用于迭代遍历所有键。您可以使用该命令结合适当的模式匹配来扫描键,并在扫描过程中获取键的大小(使用MEMORY USAGE命令)。通过比较键的大小,您可以找出占用较多内存的大键。

  • 使用Redis内存分析工具:有一些第三方工具可以帮助您分析Redis实例中的内存使用情况,并找出大键。其中一种常用的工具是Redis的官方工具Redis Memory Analyzer (RMA)。您可以使用该工具生成Redis实例的内存快照,然后分析快照中的键和它们的大小,以找出大键。

  • 使用Redis命令和Lua脚本组合:您可以编写Lua脚本,结合Redis的命令和Lua的逻辑来扫描和分析键。通过编写适当的脚本,您可以扫描键并获取它们的大小,然后筛选出大键。

现在大部分都是使用的云Redis,其本身一般也提供了多种方案帮助我们轻松找出大Key,具体可以参考一下响应云Redis的官网使用文档。

五、大Key的优化方案

大Key会给我们的系统带来性能瓶颈,所以肯定是要进行优化的,那么下面来介绍一下大Key都可以怎么优化。

5.1 对大Key进行拆分

例如将含有数万成员的一个HASH Key拆分为多个HASH Key,并确保每个Key的成员数量在合理范围。在Redis集群架构中,拆分大Key能对数据分片间的内存平衡起到显著作用。

5.2 对大Key进行清理

将不适用Redis能力的数据存至其它存储,并在Redis中删除此类数据。

注意

  • Redis 4.0及之后版本:可以通过UNLINK命令安全地删除大Key甚至特大Key,该命令能够以非阻塞的方式,逐步地清理传入的Key。
  • Redis 4.0之前的版本:建议先通过SCAN命令读取部分数据,然后进行删除,避免一次性删除大量key导致Redis阻塞。

5.3 对过期数据进行定期清理

堆积大量过期数据会造成大Key的产生,例如在HASH数据类型中以增量的形式不断写入大量数据而忽略了数据的时效性。可以通过定时任务的方式对失效数据进行清理。

注意:在清理HASH数据时,建议通过HSCAN命令配合HDEL命令对失效数据进行清理,避免清理大量数据造成Redis阻塞。

5.4 特别说明

如果你用的是云Redis服务,要注意云Redis本身带有的大key的优化方案

六、总结

本文介绍了大KeyRedis中的定义以及可能引发的问题。介绍了快速找出大Key的方法以及对于大Key的优化方案。通过合理的优化方案,可以提升Redis的性能和用户体验。

希望本文对您有所帮助。如果有任何错误或建议,请随时指正和提出。

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