Redis交互速度慢，CPU占用100%，集群方案，报错等问题

摘星喵Pro

已于 2023-12-18 14:22:22 修改

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分类专栏：编程技巧 java 文章标签： redis 缓存 RedisException Redis异常 Redis卡顿

于 2023-12-04 11:51:59 首次发布

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文章探讨了Redis中大量使用key*查询导致的性能瓶颈，指出哈希索引限制了范围查询效率。作者提到通过建立Redis集群和提高资源配置来降低单点压力，但对速度提升影响有限，主要问题在于单线程设计和并发处理机制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在这里插入图片描述

后续补充结论

仔细查看前辈们堆的代码中发现居然调用了大量key*查询，导致走的遍历非常慢！因为这相当与全部数据量遍历，即这个原因导致了查询速度与数据量成正比，推测也是CPU占用高的元凶；即使加上key前缀再匹配*也会走全部遍历的逻辑，因为reids是用的哈希做索引，不给出完整key是无法确定范围的；后面再写一篇文章详细讲一下这个吧

在Redis中，获取一个key的操作复杂度为O(1)，即常数时间复杂度。这意味着无论集合的大小如何增加，获取单个元素的时间都是相同的，非常高效。这是因为Redis使用了哈希表（hash table）这种数据结构。

Redis交互速度很慢，达到几十到一百毫秒一次

问题描述：

执行top命令发现redis占用达到100%
redis交互速度慢，一次要几十到一百毫秒一次；原因查看上面补充结论

解决思路

查看redis数据量，比如我这里达到了30万
经过本地测试，redis交互的速度跟redis交互量成正比，也就是说redis没数据时交互在10ms以内，数据量大的话一次可能花费更久的时间

集群方案

我在本地虚拟机建立了3个主节点3个从节点的redis集群，经过压力测试单节点情况cpu占到30%；改为集群模式redis每个节点占用在10%以下

可以得出结论集群方案确实能降低单节点cpu压力大的问题

**速度测试：**我这测试里单节点速度要比集群方案快，数据量增加后依然是单节点速度比集群快，目前看到集群的优势仅仅是降低了单节点cpu的负载（当然这是在只考虑速度，不考虑容错的情况下）

并发问题

我的程序中开了多线程跟redis做压力测试交互，但是由于redis内部是单线程处理的，所以增加线程数量对速度没有提升，且太多线程数还可能造成时间片竞争；但是多个线程确实比单线程在单位时间内交互次数多一些，我猜测是利用上了程序内部的执行时间，但也没快很多，1.5倍左右？

虽然我的环境是多核心处理器，但是关于redis:
Redis本身是一个单线程的数据库服务器，它使用一个事件循环来处理所有的客户端请求和操作。这意味着在Redis服务器内部，所有的操作都是按顺序处理的，一个接一个地执行。

然而，Redis支持多个并发客户端连接。这些客户端连接可以同时发送请求给Redis服务器。虽然Redis在内部是单线程的，但它使用了非阻塞的I/O操作和事件驱动的模型来实现高并发。这意味着Redis可以同时处理多个客户端请求，而不会阻塞其他客户端。

当多个客户端同时连接到Redis时，每个客户端都有自己的线程或进程来处理Redis通信。这样，多个客户端可以并发地发送请求和接收响应，而不会相互干扰。

测试下经常报错：RedisSystemException: RedisException: Connection closed

org.springframework.data.redis.RedisSystemException: Redis exception; nested exception is io.lettuce.core.RedisException: Connection closed
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceExceptionConverter.convert(LettuceExceptionConverter.java:74)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceExceptionConverter.convert(LettuceExceptionConverter.java:41)
	at org.springframework.data.redis.PassThroughExceptionTranslationStrategy.translate(PassThroughExceptionTranslationStrategy.java:44)
	at org.springframework.data.redis.FallbackExceptionTranslationStrategy.translate(FallbackExceptionTranslationStrategy.java:42)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceConnection.convertLettuceAccessException(LettuceConnection.java:277)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceConnection.await(LettuceConnection.java:1085)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceConnection.lambda$doInvoke$4(LettuceConnection.java:938)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceInvoker$Synchronizer.invoke(LettuceInvoker.java:673)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceInvoker$DefaultSingleInvocationSpec.get(LettuceInvoker.java:589)
	at org.springframework.data.redis.connection.lettuce.LettuceKeyCommands.exists(LettuceKeyCommands.java:79)
	at org.springframework.data.redis.connection.DefaultedRedisConnection.exists(DefaultedRedisConnection.java:81)
	at org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate.lambda$hasKey$7(RedisTemplate.java:782)
	at org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate.execute(RedisTemplate.java:224)
	at org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate.execute(RedisTemplate.java:191)
	at org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate.hasKey(RedisTemplate.java:782)
	at com.bestdata.em.drs.util.RedisUtil.hasKey(RedisUtil.java:98)
	at com.bestdata.em.drs.receive.serivce.impl.HasMoreBusinessServiceImpl.insertFormulaValueToMongoDB(HasMoreBusinessServiceImpl.java:180)
	at com.bestdata.em.drs.receive.serivce.impl.HasMoreBusinessServiceImpl.moreBusinessOperations(HasMoreBusinessServiceImpl.java:113)
	at com.bestdata.em.drs.receive.serivce.FormulaDataProcessingService.sensorFormulaCalculation(FormulaDataProcessingService.java:264)
	at com.bestdata.em.drs.receive.serivce.FormulaDataProcessingService.run(FormulaDataProcessingService.java:167)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:750)
16:18:33.404 [FormulaThreadPoll-9] ERROR c.b.e.d.r.s.i.HasMoreBusinessServiceImpl - Unite Alarm Exception:Redis exception; nested exception is io.lettuce.core.RedisException: Connection closed

问题排查：

服务端和redis是否在同一网段？
是内网，没问题

Redis资源占用
执行top命令
Redis CPU占用一直高达50%~100%，3到5秒就跳一次（此时生产环境有其他程序和redis交互，但是没有特别大）
Redis数据量占用很高，且这是单点部署非集群模式
执行压力测试程序：Redis CPU占用一直高达100%

结论

看到redis的cpu占用100%我本以为是这个导致的RedisSystemException：Connection closed，但是后来反复测试发现报错原因不是这个，而是我在测试过程中强行kill进程，导致出现了连接关闭的报错（这是我在idea中停止运行程序后弹了一下这个异常后发现的）

再经过测试redis cpu占用100%确实会引发异常，但却是超时的问题：org.springframework.dao.QueryTimeoutException: Redis command timed out; nested exception is io.lettuce.core.RedisCommandTimeoutException:

提高Redis服务器资源配置确实可以降低单点压力；但是对速度的提升不明显，甚至经过本地压力测试还慢了