Redis高级篇之bigKey理论介绍以及优化

0 前言

  bigKey是面试经常问到的问题，而且在实际工作中也会经常出现big问题亟待解决。所以本文将详细描述bigkey的优化过程，以及系统学习redis big可以优化的详细教程。在大厂面试中经常遇到的面试题，本文总结如下：
  1. 阿里广告平台，海量数据里查询某一个固定前缀的key。
  2.小红书，你如何生产上限制 keys* /flushdb/flushall等危险命令以防止阻塞或误删数据？
  3.美团，memory usage命令你用过吗？
  4.BigKey问题，多大算big？你如何发现？如何删除？如何处理？
  5.BigKey你做过调优吗？惰性释放lazyfree了解过吗？
  6.morekey问题，生产上redis数据库有1000W记录，你如何遍历数据？ keys *可以吗？

1.MoreKey案例

  1.大批量往redis里面插入2000W测试数据key。
  Linux Bash下面执行，插入100W数据。​ 生成100W条redis批量设置kv的语句(key=kn,value=vn)写入到/tmp目录下的redisTest.txt文件中。

for((i=1;i<=100*10000;i++)); do echo “set ksi v$i” >> /tmp/redisTest.txt ;done;

  ​ 通过redis提供的管道-pipe命令插入100W大批量数据。

	cat /tmp/redisTest.txt | /opt/redis-7.0.0/src/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379-a 111111 --pipe

  2.某快递巨头真实生产案例新闻
  keys * 这个指令有致命的弊端，在实际环境中最好不要使用。

这个指令没有offset、limit 参数，是要一次性吐出所有满足条件的key，由于redis,是单线程的，其所有操作都是原子的，而keys算法是遍历算法，复杂度是O(n)，如果实例中有千万级以上的 key，这个指令就会导致Redis服务卡顿，所有读写Redis 的其它的指令都会被延后甚至会超时报错，可能会引起缓存雪崩甚至数据库宕机。

生产上限制 keys * /flushdb/flushall等危险命令以防止误删误用？通过配置设置禁用这些命令，redis.conf在SECURITY这一项中。
  不用keys *避免卡顿，那该用什么呢？
  ;Scan命令登场

SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count] [TYPE type]

2.BigKey案例

2.1多大算BigKey

  通常我们说的BigKey，不是在值的Key很大，而是指的Key对应的value很大。具体可以参考阿里开发手册《阿里云Redis开发规范》。

2.1.1 string和二级结构

  1.string是value，最大512MB但是≥10KB就是bigkey。
  2.list、hash、set和zset，value个数超过5000就是bigkey。
  list：一个列表最多可以包含2^32-1个元素(4294967295，每个列表超过40亿个元素)。
  hash：Redis中每个hash可以存储2^32-1个键值对(40多亿）。
  set：集合中最大的成员数为2^32-1(4294967295，每个集合可存储40多亿个成员.。

2.2 Bigkey危害、产生与发现

2.2.1 bigkey的危害

  主要有危害有如下三点：
  1.内存不均，集群迁移困难。
  2.超时删除，大key删除作梗。
  3.网络流量阻塞。

2.2.2 如何产生

• 社交类
  明星粉丝列表，典型案例粉丝逐步递增
• 汇总统计
  某个报表，日月年

2.2.3 如何发现

• redis-cli --bigkey
  好处
  见最下面总结 给出每种数据结构Top 1 bigkey。同时给出每种数据类型的键值个数＋平均大小
  不足
  想查询大于10kb的所有key，–bigkeys参数就无能为力了，需要用到memory usage来计算每个键值的字节数
  redis-cli --bigkeys -a 111111 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 111111 --bigkeys

加上 -i 参数，每隔100 条 scan指令就会休眠0.1s.ops就不会剧烈抬升，但是扫描的时间会变长 redis-cli -h
127.0.0.1 -p 7001 --bigkeys -i 0.1

• memory usage 键
  英文官网：点击此处
  中文官网：点击此处
  计算每个键值的字节数

2.2.4 大key如何删除

  如何删除big请参考《阿里巴巴开发手册》。具体如下：

  1.String
  一般用del，如果过于庞大使用unlink key删除。
  2.hash
  使用hscan每次获取少量field-value，再使用hdel删除每个field。

• 基本命令

HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

• 阿里手册
  
   &#81953.list
• 使用ltrim渐进式逐步删除，直到全部删除
• 命令
    Redis Ltrim 对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被剧除,下标0表示列表的第一个元素，以1表示列表的第二个元素，以此类推。 你也可以使用负数术标，以-1表示列表的最后一个元素，-2 表示列表的倒数第二个元素，以此类推。
  语法

redis 127.0.0.1:6379> LTRIM KEY NAME START STOF

• 阿里手册
  
    4.set
    使用sscan每次获取部分元素，在使用srem命令删除每个元素。

• 命令

• 

• 阿里巴巴手册

  5.zset
  使用zscan每次获取部分元素，在使用zremrangebyrank命令删除每个元素.

• 命令
  
• 阿里巴巴手册
  

3.BigKey生产调优

3.1 redis.conf配置文件 LAZY FREEING相关说明

• 阻塞和非阻塞命令

• 优化配置
  

结语

  Bigkey到此已经告一段落了，这部分对我们在开发中使用到Redis避免Bigkey的出现，以及出现了以后如何进行调优有很大的帮助，与此同时，在日常的面试中，如果遇到优化问题完全可以说你做过Redis调优，而不仅仅是JVM调优。这块也算忙完了！！！