Redis中大Key與熱Key的解決方案
一、定義
1.1、什么是大key
大 key指的是一個鍵中包含了大量的數(shù)據(jù)。（總結(jié)一個字就是大）占用空間：
大key通常指的是一個鍵包含了大量的數(shù)據(jù)，使得該鍵對應(yīng)值的占用的內(nèi)存超出了正常范圍。這個大小的閾值并不是固定的，而是相對于 Redis 實例的可用內(nèi)存而言。當一個鍵的大小超出了 Redis 實例可用內(nèi)存時，就可以認為它是一個大key。操作耗時：如果對一個 key 的操作所需的時間過長，導(dǎo)致性能下降或者影響其他請求的處理速度，也可以說這個 key 是
大key。因為這種情況通常是由于該 key 下包含了大量的數(shù)據(jù)。
1.2、什么是熱key
熱 key指的是頻繁訪問的鍵。(總結(jié)就是熱，訪問頻繁。)頻繁訪問：在某一段時間內(nèi)被頻繁訪問的 key 就是
熱key。業(yè)務(wù)方面：比如商城促銷的場景下，某個商品的緩存可能就會成為
熱key。這種情況下熱key反應(yīng)的不僅是該鍵的訪問頻率高，還反映了用戶對某個業(yè)務(wù)功能的熱度。性能方面：
熱key的頻繁訪問造成 Redis 的 CPU 占用率過高，造成響應(yīng)時間延長或者請求阻塞，從而造成系統(tǒng)崩潰。
key 的大與不大，熱與不熱要根據(jù)自己的業(yè)務(wù)，從實際情況進行評估。
二、影響
2.1、大 key 的影響
- 內(nèi)存消耗： 在進行緩存時降低緩存的效率，占用大量的內(nèi)存空間，使得 Redis 的內(nèi)存消耗急劇增加，還可能導(dǎo)致 Redis 實例的內(nèi)存資源不足，甚至出發(fā)內(nèi)存淘汰策略，從而影響系統(tǒng)的正常運行。
- 性能下降：處理大的 key，會耗費更多的 CPU 時間以及帶寬，導(dǎo)致 Redis 性能下降。由于 Redis 還是單線程的，處理
大key的操作進而會阻塞其他請求的處理，從而影響系統(tǒng)性能。 - 持久化效率降低： 在進行持久化操作時，
AOF與RDB都會因為該大key耗費更多的時間，從而延遲持久化時間，分布式環(huán)境下甚至會造成緩存不一致。 - 網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲：
大key在進行網(wǎng)絡(luò)傳輸時會增加網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t，在分布式環(huán)境下進行數(shù)據(jù)同步時可能會造成數(shù)據(jù)的不一致。
2.2、熱 key 的影響
- CPU占用率高： 因為是
熱key，所以 CPU 一直占用，進而導(dǎo)致Redis實例的CPU負載增加。 - 請求阻塞：如果 key 有訪問優(yōu)先級，
熱key的存在可能導(dǎo)致請求隊列中其他的請求被阻塞。 - 響應(yīng)時間延長：因為
熱key，其他的請求被阻塞了造成響應(yīng)時間延長。 - 性能不均衡：流量訪問造成突刺，系統(tǒng)性能的不均衡。
2.3、小結(jié)
大key 與 熱key 都會給 Redis 實例造成一系列的影響，如內(nèi)存占用過高，CPU 負載增加，持久化時間變長，性能下降等。
三、原因分析
3.1、大 key 產(chǎn)生的原因
產(chǎn)生 大key 的原因有很多種，下面咱就一起看一下工作中經(jīng)常遇到的這幾種。
3.1.1、存儲大量數(shù)據(jù)
存儲了大量數(shù)據(jù)也是我們經(jīng)常遇到 大key 的最多的原因了。
比如 String 類型直接保存了一個大的文本或者二進制數(shù)據(jù)；Hash 結(jié)構(gòu)中存儲大量的鍵值對。
- String
SET zuiyu_large_text_key "very large text content..."
- Hash
HMSET zuiyu_large_hash_key field1 value1 field2 value2 ... fieldN valueN
3.1.2、緩存時間設(shè)置不合理
緩存時間設(shè)置不合理這個造成 大key 的原因大概是個隱藏挺深的老 bug，有的業(yè)務(wù)場景，使用 Redis 緩存數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)是定時往該 key 上寫數(shù)據(jù)，由于該 key 是沒有設(shè)置緩存時間的造成這個 key 隨著時間的流逝，占用的內(nèi)存越來越多，對于該點，只需要設(shè)置一個合理的過期時間即可。
前提是多次寫入不是覆蓋，而是追加才會有該問題。
SETEX zuiyu_key_with_expiry value 3600 # 設(shè)置過期時間為3600秒
3.1.3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用不當
在使用 List 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)時，重復(fù)的添加數(shù)據(jù)，造成該 key 越來越大，實際上業(yè)務(wù)是不需要有重復(fù)的數(shù)據(jù)存在的。
- List
LPUSH zuiyu_large_list_key value
3.1.4、小結(jié)
大key 的產(chǎn)生根本原因就是在一個 key 下面存儲的數(shù)據(jù)多了。
3.2、熱 key 產(chǎn)生的原因
3.2.1、熱門數(shù)據(jù)
熱key 的產(chǎn)生一般意味著系統(tǒng)訪問火爆了，但是火爆的只是其中一個點或者n個點。類似微博中某個明星的瓜，當上頭條的時候，大量的人去訪問，造成了該明星所對應(yīng)的 key 成為 熱key。
3.2.2、頻繁的更新
某些業(yè)務(wù)場景，單位時間內(nèi)一直頻繁的對 key 進行更新，該 key 也會成為 熱key。
3.2.3、熱門搜索
類似于第一中的熱門數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了熱門數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對應(yīng)的熱門關(guān)鍵詞也被大量的用戶去搜索，造成該關(guān)鍵詞被頻繁訪問，最終導(dǎo)致該 key 也稱為 熱key。
3.2.4、小結(jié)
熱key 的產(chǎn)生無外乎熱門數(shù)據(jù)，熱門數(shù)據(jù)產(chǎn)生的熱門關(guān)鍵詞以及對同一個 key 在某段時間內(nèi)的頻繁訪問。
四、解決方案
4.1、大key的解決方案
- 合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
- 合理的緩存時間
大key進行拆分為多個小key- 定期對
大key進行清理
4.2、熱key的解決方案
- 合理的緩存淘汰策略
- 熱點數(shù)據(jù)分片
將熱點數(shù)據(jù)分散到不同的Redis實例，提升系統(tǒng)的吞吐量。
- 緩存預(yù)熱
在系統(tǒng)啟動或者活動高峰開啟之前進行緩存預(yù)熱，提前將需要的數(shù)據(jù)加載到緩存，減少熱點數(shù)據(jù)首次訪問的時間。
- 隨機緩存失效時間
避免大量的key同一時間批量失效，造成緩存雪崩與緩存穿透。
- 緩存穿透
使用布隆過濾器進行緩存請求過濾，防止無效請求進入到緩存層。
五、總結(jié)
針對 大key 我們要盡可能的避免同一個 key 下大量的數(shù)據(jù)。 針對 熱key 我們要合理設(shè)置過期時間，增加布隆過濾器等技術(shù)實現(xiàn)無效請求過濾，對即將到來的數(shù)據(jù)進行緩存預(yù)熱、熱點數(shù)據(jù)分片處理。
以上就是Redis中大Key與熱Key的解決方案的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Redis大Key與熱Key的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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