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大Key問(wèn)題

大Key并不直接導(dǎo)致系統(tǒng)問(wèn)題，但其潛在影響和風(fēng)險(xiǎn)非常顯著，尤其在生產(chǎn)環(huán)境中。

1.什么是 Redis 大 Key？

在 Redis 中，大 Key 是指單個(gè)鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)量非常大，可能包含大量數(shù)據(jù)。

Redis大Key是指單個(gè)Key對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量過(guò)大，占用過(guò)多的內(nèi)存或?qū)е虏僮骱臅r(shí)較長(zhǎng)的現(xiàn)象。大Key可以是以下幾種常見(jiàn)數(shù)據(jù)類型中的任意一種：

• String類型：單個(gè)字符串的長(zhǎng)度過(guò)大。
• List類型：包含大量元素的列表。
• Hash類型：存儲(chǔ)大量字段的哈希表。
• Set或ZSet類型：存儲(chǔ)大量成員的集合或有序集合。

數(shù)值參考

2. Redis大Key的危害

• 性能瓶頸：對(duì)大Key的讀寫操作可能占用過(guò)多的CPU資源，導(dǎo)致其他操作延遲。

• 阻塞問(wèn)題：一次性刪除大Key或遷移大Key時(shí)，Redis可能出現(xiàn)阻塞，從而影響整個(gè)服務(wù)。

• 內(nèi)存壓力：大Key會(huì)占用大量?jī)?nèi)存，增加內(nèi)存碎片化的風(fēng)險(xiǎn)，并可能觸發(fā)Redis的內(nèi)存淘汰機(jī)制。

• 恢復(fù)緩慢：當(dāng)需要從快照（RDB）或日志（AOF）中加載數(shù)據(jù)時(shí)，大Key會(huì)顯著延長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)間。

具體

1. 對(duì)Redis的請(qǐng)求變慢。
2. Redis內(nèi)存不斷變大引發(fā)OOM，或達(dá)到maxmemory值引發(fā)寫阻塞或重要Key被逐出。
3. Redis Cluster中的某個(gè)node內(nèi)存遠(yuǎn)超其余node。
4. 由于對(duì)大key的請(qǐng)求很慢，容易造成請(qǐng)求的阻塞，在分布式架構(gòu)下容易造成服務(wù)雪崩。
5. 刪除一個(gè)大Key很耗時(shí)，容易造成主結(jié)點(diǎn)阻塞，從而主從切換。

3.大key、熱key的產(chǎn)生原因：

• 存放不合理，存儲(chǔ)了不適合存放在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，如用key存放音頻視頻這一類大體積二進(jìn)制文件（大key）。
• 設(shè)計(jì)不合理，造成個(gè)別key中成員過(guò)多。（大key）。
• 未定期清理數(shù)據(jù)，沒(méi)有設(shè)置過(guò)期時(shí)間，造成了如hash類型中key中的成員不斷增加。
• 流量陡增，如出現(xiàn)某款爆款商品等（熱key）。
• bug，代碼的業(yè)務(wù)邏輯上對(duì)key的成員只增不減也未設(shè)置過(guò)期時(shí)間。

4.為什么需要關(guān)注大Key問(wèn)題？

在生產(chǎn)環(huán)境中，Redis被廣泛用作緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)，如果忽略大Key問(wèn)題，可能導(dǎo)致以下后果：

1. 線上事故頻發(fā)：由于Redis本身是單線程模型，大Key的操作會(huì)阻塞主線程，影響所有客戶端請(qǐng)求。
2. 業(yè)務(wù)中斷：高延遲甚至不可用的情況會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)造成直接損失。
3. 運(yùn)維復(fù)雜度增加：需要額外的監(jiān)控和排查，增加了運(yùn)維負(fù)擔(dān)。

Redis大Key引發(fā)的線上事故場(chǎng)景

1. 常見(jiàn)事故場(chǎng)景描述

1.1 操作大Key導(dǎo)致Redis阻塞

• Redis是單線程執(zhí)行命令的，在操作大Key（如讀取、更新或刪除）時(shí)，單次命令可能需要較長(zhǎng)時(shí)間完成，阻塞其他客戶端請(qǐng)求。
• 例如：使用DEL刪除一個(gè)包含數(shù)百萬(wàn)元素的List或Set時(shí)，操作可能耗時(shí)幾秒甚至更久，導(dǎo)致其他請(qǐng)求無(wú)法響應(yīng)。

1.2 大Key遷移時(shí)的性能問(wèn)題

• 在Redis進(jìn)行主從同步或數(shù)據(jù)遷移時(shí)，大Key的傳輸會(huì)占用大量帶寬和時(shí)間。
  如果遷移操作與正常業(yè)務(wù)請(qǐng)求同時(shí)進(jìn)行，可能導(dǎo)致Redis服務(wù)性能大幅下降，甚至引發(fā)業(yè)務(wù)中斷。

1.3 慢查詢和超時(shí)的影響

• 對(duì)大Key執(zhí)行復(fù)雜操作（如LRANGE、HGETALL、ZRANGEBYSCORE）時(shí)，操作時(shí)間會(huì)隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)線性甚至指數(shù)級(jí)增加，可能觸發(fā)慢查詢或請(qǐng)求超時(shí)。
• 例如：一次性從一個(gè)包含百萬(wàn)條數(shù)據(jù)的List中獲取范圍數(shù)據(jù)，容易導(dǎo)致應(yīng)用程序響應(yīng)緩慢。

2. 事故表現(xiàn)及影響

2.1 業(yè)務(wù)卡頓

• 用戶請(qǐng)求無(wú)法及時(shí)得到響應(yīng)，表現(xiàn)為接口延遲增加甚至超時(shí)。
• 對(duì)于高并發(fā)場(chǎng)景，這種情況會(huì)進(jìn)一步放大，導(dǎo)致更多請(qǐng)求堆積。

2.2 系統(tǒng)不可用

• 阻塞問(wèn)題可能讓整個(gè)Redis實(shí)例無(wú)法響應(yīng)請(qǐng)求，導(dǎo)致相關(guān)業(yè)務(wù)完全癱瘓。
• 如果Redis作為緩存使用，緩存不可用會(huì)給后端數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)極大壓力，可能進(jìn)一步引發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)瓶頸。

2.3 難以快速恢復(fù)

• 在線上恢復(fù)過(guò)程中，刪除或遷移大Key會(huì)進(jìn)一步延長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)間。
• 大Key也會(huì)導(dǎo)致Redis內(nèi)存碎片增加，可能需要觸發(fā)MEMORY FRAGMENTATION的手動(dòng)優(yōu)化，進(jìn)一步增加停機(jī)時(shí)間。