Redis的bigkey了解过吗---让面试官无话可问【面试题】

本文涉及的产品
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: 写作目的好久没更新博客了,最近受到一个说“理论-实操-小总结”大佬的点拨,问我bigkey了解过吗?他说你不用告诉我你的答案,你就说你“实操”过吗???我。。。

卷起来bigkey


是什么


在Redis中,一个字符串最大512MB,一个二级数据结构(例如hash、list、set、zset)可以存储大约40亿个(2^32-1)个元素,但实际上中如果下面两种情况,阿里云开发规范就会认为它是bigkey。


字符串类型:它的big体现在单个value值很大,一般认为超过10KB就是bigkey。

非字符串类型:哈希、列表、集合、有序集合,它们的big体现在元素个数太多。


哪些危害


1.内存空间不均匀


这样会不利于集群对内存的统一管理,多个节点是同属于一个集群,键值个数也接近,但内存容量相差较多。

比如:有3个节点,有3个key,按照概率每一个节点上会有一个key,但是一个key是bigkey,那这个节点上内存会比其他节点占用的对,就像“数据倾斜”类似。


2.超时阻塞


由于Redis单线程的特性,操作bigkey的通常比较耗时,也就意味着阻塞Redis可能性越大,这样会造成客户端阻塞或者引起故障切换,它们通常出现在慢查询中。


1.png


3bigkey也就意味着每次获取要产生的网络流量较大


假设一个bigkey为1MB,客户端每秒访问量为1000,那么每秒产生1000MB的流量,对于普通的千兆网卡的服务器来说简直是灭顶之灾,而且一般服务器会采用单机多实例的方式来部署,也就是说一个bigkey可能会对其他实例造成影响,其后果不堪设想。


4. 过期删除


有个bigkey,它安分守己(只执行简单的命令,例如hget、lpop、zscore等),但它设置了过期时间,当它过期后,会被删除,如果没有使用Redis 4.0的过期异步删除(lazyfree-lazy-expire yes),就会存在阻塞Redis的可能性,而且这个过期删除不会从主节点的慢查询发现(因为这个删除不是客户端产生的,是内部循环事件,可以从latency命令中获取或者从slave节点慢查询发现)。


5. 迁移困难


当需要对bigkey进行迁移(例如Redis cluster的迁移slot),实际上是通过migrate命令来完成的,migrate实际上是通过dump + restore + del三个命令组合成原子命令完成,如果是bigkey,可能会使迁移失败,而且较慢的migrate会阻塞Redis。


如何产生


一般来说,bigkey的产生都是由于程序设计不当,或者对于数据规模预料不清楚造成的,来看几个案例:


(1) 社交类

粉丝列表,如果某些明星或者大v不精心设计下,必是bigkey。

说人话:比如现在王心凌等人比较火,当你微博关注明星时,会执行 list的lpush方法,关注的人多了,这个list就变成了一个bigkey


(2) 统计类

例如按天存储某项功能或者网站的用户集合,除非没几个人用,否则必是bigkey。

说人话:比如我想统计某天网站登陆的用户,那么的设置的key为“2022-06-03”,value是list,把每一个登录的用户添加进去,如果用户量大,则是bigkey


(3) 缓存类

将数据从数据库load出来序列化放到Redis里,这个方式非常常用,但有两个地方需要注意,第一,是不是有必要把所有字段都缓存,第二,有没有相关关联的数据。

说人话:比如我有一个需求查看最近一周的温度变化,我会通过定时任务把这一周的温度变化集合(ArrayList)序列号成Json存到redis中的固定的key(current:week)中,可能为了偷懒,把没用的Object的属性(比如温度的ID、记录的创建时间、修改shij)也序列化进去,这样这个key(current:week)就是bigkey


如何发现


redis-cli --bigkeys


优点:

可以看到–bigkeys给出了每种数据结构的top 1 bigkey,同时给出了每种数据类型的键值个数以及平均大小。


缺点:

1.建议在从节点执行,因为–bigkeys也是通过scan完成的。

2.建议在节点本机执行,这样可以减少网络开销。

3.如果没有从节点,可以使用–i参数,例如(–i 0.1代表100毫秒执行一次)

4.–bigkeys只能计算每种数据结构的top1,如果有些数据结构非常多的bigkey,也搞不定,毕竟不是自己写的东西嘛


2.png


2 MEMORY USAGE key


MEMORY USAGE 命令给出一个 key 和它的值在 RAM 中所占用的字节数。

返回的结果是 key 的值以及为管理该 key 分配的内存总字节数。

对于嵌套数据类型,可以使用选项 SAMPLES,其中 count 表示抽样的元素个数,默认值为 5 。当需要抽样所有元素时,使用 SAMPLES 0 。


3.png


如上,实际数据为空,但是存储时仍然耗费了一些内存,这些内存用于 Redis 服务器维护内部数据结构。随着 key 和 value 的增大,内存使用量和 key 大小基本成线性关系。


3阿里云redis大key搜索工具


阿里云redis大key搜索工具


如何删除:渐进式删除


1.字符串:

一般来说,对于string类型使用del命令不会产生阻塞。

2.hash

使用hscan命令,每次获取部分(例如100个)field-value,在利用hdel删除每个field(为了快速可以使用pipeline)。

3.ist

Redis并没有提供lscan这样的API来遍历列表类型,但是提供了ltrim这样的命令可以渐进式的删除列表元素,直到把列表删除。

4.set

使用sscan命令,每次获取部分(例如100个)元素,在利用srem删除每个元素。

5.sorted set

使用zscan命令,每次获取部分(例如100个)元素,在利用zremrangebyrank删除元素。


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