1、优雅的key结构

Redis的Key虽然可以自定义,但最好遵循下面的几个最佳实践约定:

  • 遵循基本格式:[业务名称]:[数据名]:[id]
  • 长度不超过44字节
  • 不包含特殊字符

例如:我们的登录业务,保存用户信息,其key是这样的:

login:user:10

Redis最佳实践--键值设计_string类

优点:

  1. 可读性强
  2. 避免key冲突
  3. 方便管理
  4. 更节省内存: key是string类型,底层编码包含int、embstr和raw三种。embstr在小于44字节使用,采用连续内存空间,内存占用更小

2、拒绝BigKey

BigKey通常以Key的大小和Key中成员的数量来综合判定,例如:

  • Key本身的数据量过大:一个String类型的Key,它的值为5 MB。
  • Key中的成员数过多:一个ZSET类型的Key,它的成员数量为10,000个。
  • Key中成员的数据量过大:一个Hash类型的Key,它的成员数量虽然只有1,000个但这些成员的Value(值)总大小为100 MB。

推荐:

  1. 单个key的value小于10KB
  2. 对于集合类型的key,建议元素数量小于1000

1、BigKey的危害

  • 网络阻塞

对BigKey执行读请求时,少量的QPS就可能导致带宽使用率被占满,导致Redis实例,乃至所在物理机变慢

  • 数据倾斜

BigKey所在的Redis实例内存使用率远超其他实例,无法使数据分片的内存资源达到均衡

  • Redis阻塞

对元素较多的hash、list、zset等做运算会耗时较旧,使主线程被阻塞

  • CPU压力

对BigKey的数据序列化和反序列化会导致CPU的使用率飙升,影响Redis实例和本机其它应用

2、如何发现BigKey

  1. ​redis-cli --bigkeys​

利用redis-cli提供的–bigkeys参数,可以遍历分析所有key,并返回Key的整体统计信息与每个数据的Top1的big key

  1. scan扫描

自己编程,利用scan扫描Redis中的所有key,利用strlen、hlen等命令判断key的长度(此处不建议使用MEMORY USAGE)

  1. 第三方工具

利用第三方工具,如 Redis-Rdb-Tools 分析RDB快照文件,全面分析内存使用情况

  1. 网络监控

自定义工具,监控进出Redis的网络数据,超出预警值时主动告警

3、如何删除BigKey

BigKey内存占用较多,即便时删除这样的key也需要耗费很长时间,导致Redis主线程阻塞,引发一系列问题。

  • redis 3.0 及以下版本:如果是集合类型,则遍历BigKey的元素,先逐个删除子元素,最后删除BigKey
  • Redis 4.0以后:Redis在4.0后提供了异步删除的命令:unlink

3、恰当的数据类型

数据存储到Redis当中,如何选择恰当的类型呢?举例说明一下

例1:比如存储一个User对象,我们有三种存储方式:

  • 方式一:json字符串

**优点:**实现简单粗暴

**缺点:**数据耦合,不够灵活

  • 方式二:字段打散

user:1:name

Jack

user:1:age

21

**优点:**可以灵活访问对象任意字段

**缺点:**占用空间大、没办法做统一控制

  • 方式三:hash

user:1

name

Jack

(其实第一列的单元格是合并的)

jack

21

**优点:**底层使用ziplist,空间占用小,可以灵活访问对象的任意字段

**缺点:**代码相对复杂

PS:总的来说,还是哈希比较好一点,空间小且灵活,代码其实也复杂不到哪去,多那几行代码,一下就完事了


例2:假如有hash类型的key,其中有100万对field和value,field是自增id,这个key存在什么问题?如何优化?

Redis最佳实践--键值设计_string类_02

方案一:hash存储

如果还使用hash来存储的话,会存在以下问题:

  1. hash的entry数量超过500时,会使用哈希表而不是ZipList,内存占用较多。
  2. 可以通过hash-max-ziplist-entries配置entry上限。但是如果entry过多就会导致BigKey问题

Redis最佳实践--键值设计_数据_03


*

方案二:采用String类型存储,拆分为String

Key

value

id:0

value0



id:999999

value999999

存在的问题:

  1. string结构底层没有太多内存优化,内存占用较多。
  2. 想要批量获取这些数据比较麻烦

Redis最佳实践--键值设计_数据库_04

方案三:拆分为小的hash,将 id / 100 作为key, 将id % 100 作为field,这样每100个元素为一个Hash

Redis最佳实践--键值设计_数据_05

采用小的hash结构之后,内存缩小了接近1/3。

Redis最佳实践--键值设计_缓存_06

4、总结

Key的最佳实践

  • 固定格式:[业务名]:[数据名]:[id]
  • 足够简短:不超过44字节
  • 不包含特殊字符

Value的最佳实践

  • 合理的拆分数据,拒绝BigKey
  • 选择合适数据结构
  • Hash结构的entry数量不要超过1000
  • 设置合理的超时时间