大網(wǎng)站服務(wù)器維護(hù)費(fèi)用技能培訓(xùn)班
1、概述
大Key:通常是指值(Value)的長(zhǎng)度非常大,實(shí)際上鍵(Key)長(zhǎng)度很大也算。通常來說,鍵本身不會(huì)很長(zhǎng),占用的內(nèi)存較少,因此判斷一個(gè)鍵是否為bigKey主要看它對(duì)應(yīng)的值的大小。
大Key分為兩種情況:
(1)、鍵(Key)非常大
(2)、值(Value)非常大
2、鍵(Key)非常大
雖然Redis的鍵可以存儲(chǔ)任意字符串(最大限制為512M),但通常情況下,鍵的長(zhǎng)度都比較小。
過長(zhǎng)的鍵會(huì)帶來以下問題:
(1)、內(nèi)存占用增加:Redis是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù),鍵的長(zhǎng)度直接影響內(nèi)存使用。如果鍵的長(zhǎng)度過大且大量存在時(shí),會(huì)顯著增加內(nèi)存消耗。
(2)、性能下降:Redis的許多操作(如查找、刪除、更新等)都需要對(duì)鍵進(jìn)行哈希計(jì)算或字符串比較。如果鍵的長(zhǎng)度過長(zhǎng),這些操作的時(shí)間復(fù)雜度會(huì)增加,導(dǎo)致性能下降。
(3)、網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷:在客戶端與Redis服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí),過長(zhǎng)的鍵會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用,尤其是在分布式系統(tǒng)中,可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲。
什么時(shí)候算作"大鍵"?
- 一般大鍵:鍵的長(zhǎng)度應(yīng)盡量保持在100字節(jié)以內(nèi)。超過這個(gè)長(zhǎng)度的鍵可以被視為"大鍵"。
- 極端情況:如果鍵的長(zhǎng)度超過幾千字節(jié),則會(huì)對(duì)Redis的性能產(chǎn)生明顯影響,屬于典型的"大鍵"。
如何避免大鍵?
(1)、使用簡(jiǎn)短的鍵名:盡量使用簡(jiǎn)短且具有描述性的鍵名。例如,使用user:12345而不是 user_profile_for_user_with_id_12345。
(2)、使用哈?;蚓幋a:對(duì)于復(fù)雜的鍵名,可以考慮使用哈希函數(shù)(如MD5、SHA1)將長(zhǎng)字符串轉(zhuǎn)換為固定長(zhǎng)度的哈希值,或者使用Base64編碼來縮短鍵的長(zhǎng)度。
3、值(Value)非常大
Redis的值可以是多種類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),包括字符串、列表、集合、哈希表、有序集合等。當(dāng)值的大小非常大時(shí),也會(huì)對(duì)Redis的性能和內(nèi)存使用產(chǎn)生負(fù)面影響。
過長(zhǎng)的值帶來的問題
(1)、內(nèi)存占用增加:大值會(huì)占用更多的內(nèi)存,尤其是在Redis中存儲(chǔ)大量大值時(shí),可能會(huì)迅速耗盡可用內(nèi)存。
(2)、性能阻塞:某些Redis操作(如GET、SET、DEL等)在處理大值時(shí)可能會(huì)阻塞Redis服務(wù)器,導(dǎo)致其他請(qǐng)求無法及時(shí)處理。例如,DEL一個(gè)包含數(shù)百萬(wàn)元素的列表或哈希表可能會(huì)導(dǎo)致Redis在幾秒鐘內(nèi)無法響應(yīng)其他請(qǐng)求。
(3)、網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷:大值在客戶端與Redis服務(wù)器之間傳輸時(shí),會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用,可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲或超時(shí)。
(4)、備份和持久化壓力:大值會(huì)增加Redis的RDB快照和AOF日志的大小,導(dǎo)致備份和持久化操作的時(shí)間變長(zhǎng),甚至可能引發(fā)磁盤I/O瓶頸。
什么時(shí)候算作"大值"?
- 一般建議:對(duì)于字符串類型的值,建議單個(gè)值的大小不要超過1MB。對(duì)于復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如列表、哈希表、集合等),建議每個(gè)元素的大小也應(yīng)盡量控制在合理范圍內(nèi)。
- 極端情況:如果單個(gè)值的大小超過幾十MB或幾百M(fèi)B,則會(huì)對(duì)Redis的性能產(chǎn)生顯著影響,屬于典型的"大值"。
如何避免大值?
(1)、分片存儲(chǔ):對(duì)于非常大的值,可以考慮將其拆分成多個(gè)小塊進(jìn)行存儲(chǔ)。例如將一個(gè)大列表List拆分成多個(gè)較小的列表List存儲(chǔ)。
(2)、使用壓縮:對(duì)于文本或二進(jìn)制數(shù)據(jù),可以考慮使用壓縮算法(如Gzip、Snappy)來減少值的大小。
(3)、使用外部存儲(chǔ):對(duì)于不適合存儲(chǔ)在Redis中的大數(shù)據(jù),可以考慮將其存儲(chǔ)在其他專門的存儲(chǔ)系統(tǒng)中(如Amazon S3、HDFS),并在Redis中只存儲(chǔ)指向這些數(shù)據(jù)的引用(如URL或ID)。
(4)、使用流式處理:對(duì)于需要頻繁讀取或?qū)懭氪笾档膱?chǎng)景,可以考慮使用Redis的流式處理功能(如XREAD和XADD),每次進(jìn)讀取部分?jǐn)?shù)據(jù),以避免一次性加載整個(gè)大值。
4、其他建議
(1)、優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。例如,使用ZSET(有序集合)而不是HASH(哈希表)來存儲(chǔ)帶有權(quán)重的數(shù)據(jù),或者使用LIST(列表)而不是SET(集合)來存儲(chǔ)有序的元素。
(2)期清理過期數(shù)據(jù):使用Redis的過期機(jī)制(EXPIRE、TTL)定期清理不再需要的大鍵或大值,避免長(zhǎng)期占用內(nèi)存。
5、如何檢測(cè)大Key
(1)、使用MEMORY USAGE命令
可以使用MEMORY USAGE命令來檢查某個(gè)鍵占用的內(nèi)存大小。
例如:
MEMORY USAGE my_large_key
解釋一下:
如上的示例可以看到鍵aaa1使用的內(nèi)存大小是57字節(jié)。
我們從下面一行命令可以看到aaa1的鍵存儲(chǔ)的值是zhangsan1,那么為什么Redis會(huì)分配57個(gè)字節(jié)呢?
答案:
因?yàn)镽edis會(huì)為每一個(gè)key和value都創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象頭以記錄key或value的類型,編碼方式等附屬信息;此外Redis的內(nèi)存分配器jemalloc會(huì)分配比實(shí)際長(zhǎng)度更大的空間保存數(shù)據(jù),確保內(nèi)存對(duì)齊和減少磁盤碎片;在加上各種底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同也會(huì)占用一定的內(nèi)存空間等,所以實(shí)際分配內(nèi)存會(huì)比預(yù)想的大一些。
詳細(xì)可以參考之前的Redis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)架構(gòu)篇看下。
(2)、使用SCAN命令結(jié)合MEMORY USAGE
如果你不確定哪些鍵是大鍵,可以結(jié)合SCAN和MEMORY USAGE來批量檢測(cè)。例如,編寫一個(gè)腳本遍歷所有鍵,并檢查每個(gè)鍵的內(nèi)存占用情況。
scan使用示例:
(3)、用Redis自帶的監(jiān)控工具
Redis提供了INFO memory命令,可以查看當(dāng)前Redis實(shí)例的內(nèi)存使用情況。你還可以使用Redis的慢查詢?nèi)罩?#xff08;SLOWLOG)來檢測(cè)哪些命令在處理大鍵時(shí)花費(fèi)了較多時(shí)間。
命令示例:
說明:
used_memory:Redis分配的總內(nèi)存量(以字節(jié)為單位)。
used_memory_human:used_memory轉(zhuǎn)可讀方式大小,方便閱讀(如轉(zhuǎn)KB、MB、GB)
(4)、使用第三方監(jiān)控工具
一些第三方監(jiān)控工具(如Redis Desktop Manager、RedisInsight、Prometheus + Grafana)可以幫助你實(shí)時(shí)監(jiān)控Redis的內(nèi)存使用情況,并識(shí)別出大鍵。
6、大Key總結(jié)
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大Key的定義:Redis中的"大 Key"既可以指鍵(Key)非常大,也可以指值(Value)非常大。無論是鍵還是值,過大的大小都會(huì)對(duì)Redis的性能和內(nèi)存使用產(chǎn)生負(fù)面影響。通常在使用Redis過程中,不會(huì)存在過大的key,但是值卻不好說,所以判斷一個(gè)鍵是否為bigKey主要還是看它的值的大小。
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鍵非常大的影響:鍵過長(zhǎng)會(huì)增加內(nèi)存占用、降低性能,并增加網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷。
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值非常大的影響:值過大會(huì)占用更多內(nèi)存,導(dǎo)致阻塞操作、增加網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷,并給備份和持久化帶來壓力。
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如何避免大Key:通過使用簡(jiǎn)短的鍵名、分片存儲(chǔ)、壓縮數(shù)據(jù)、使用外部存儲(chǔ)等方式,可以有效避免大Key對(duì)Redis性能的影響。
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如何檢測(cè)大Key:使用MEMORY USAGE、SCAN、INFO memory等命令或工具來檢測(cè)和處理大 Key。