Redis性能优化

Redis性能优化

bigkey

什么是bigkey？

在Redis中，所谓的"bigkey"指的是那些占用较大空间的键值对。这些键因为包含了大量的数据，可能会对Redis的性能和内存使用产生显著影响。具体来说，bigkey主要体现在两个方面：

1. 字符串类型的bigkey：如果一个键对应的字符串类型的值过大，一般认为超过10KB就可以被视为bigkey
2. 非字符串类型的bigkey：对于哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）等非字符串类型的键，如果它们包含的元素数量超过了一定阈值（通常认为是5000个元素），也可以被认为是bigkey

bigkey的危害？

关于bigkey的危害，以下是最重要的几点，并伴有实例以增强说服力：

1. 内存空间使用不均匀：在Redis集群中，bigkey可能导致各个节点的内存空间使用不均匀，这可能会引发节点间的负载不均衡，影响整体性能。
   例如：如果一个节点存储了一个非常大的列表或哈希表，它可能会占用该节点的大部分内存，导致其他节点的内存使用相对较低，从而影响集群的内存分配和数据均衡。

2. 超时阻塞：由于Redis是单线程的，对bigkey的操作通常会比较耗时，这可能导致后续的请求被阻塞，增加Redis的响应时间，严重时可能导致服务不可用。
   例如：如果一个bigkey是一个包含数百万元素的列表，执行LRANGE操作可能会非常耗时，导致其他请求无法及时处理。

3. 网络拥塞：每次获取bigkey会产生较大的网络流量。假设一个bigkey为1MB，每秒访问量为1000，那么每秒就会产生1000MB的流量，这对于普通的千兆网卡（128MB/s）的服务器来说是灾难性的。
   例如：如果服务器采用单机多实例的部署方式，一个bigkey可能会对其他实例造成影响，进一步加剧网络拥塞的问题。

4. 过期删除时的阻塞：如果bigkey设置了过期时间，当过期后，如果没有使用Redis 4.0的过期异步删除功能，bigkey的删除操作可能会阻塞Redis，导致性能下降。
   例如：一个大型的有序集合（zset）如果设置了过期时间，其删除操作可能会占用大量CPU和内存资源，影响其他操作的执行。

如何处理bigkey?

在实际开发中，处理Redis中的bigkey是非常重要的，以下是最重要的几点处理方法，并伴有实例以增强说服力：

1. 分割大key：
   将一个bigkey拆分成多个小key，可以减少单个key对内存的占用和操作的耗时。
   例如，如果有一个包含上百万粉丝的社交类bigkey，可以通过用户ID进行哈希，将粉丝列表分散存储到多个keys中。

2. 手动清理无效数据：
   对于list和set类型的bigkey，可以定期清理无效数据。
   例如，如果一个列表存储了大量不再需要的数据，可以逐步删除这些数据，以减少内存占用。

3. 压缩对应的BigKey的value：
   如果bigkey的value很大，可以通过序列化或压缩的方法减小value的大小。如果压缩后仍然很大，则需要考虑拆分。

4. 监控Redis中内存，带宽，增长率：
   通过监控系统监控Redis中的内存占用大小和网络带宽的占用大小，以及固定时间内的内存占用增长率，当超过设定的阈值时进行报警通知处理。

5. 使用合适的数据结构：
   选择合适的数据结构可以避免bigkey的产生。
   例如，使用HyperLogLog统计页面UV，使用Bitmap保存状态信息（0/1）。

6. 开启lazy-free（惰性删除/延迟释放）</