优化 Redis 的使用策略

骑猪看日落 2022-03-01 02:22 191阅读 0赞

思梦PHP 2019-03-21 07:00:00

Redis Key 的命名策略

**Redis 是 K-V 形式的缓存数据库，每一个需要缓存的 Object 都需要唯一的 Key 来标识。但是，我们日常在做开发的时候，经常会出现一个公司或者部门之间共用一个 Redis 集群的情况。所以，这就有可能会造成 Key 冲突，引发数据被覆盖的问题（即使是同一个部门，也可能存在不同的研发人员使用了同名的 Key）。**

*  **根据业务名称命名 - 不建议**

**一个项目中，相似的业务是很常见的，所以，如果不同的研发人员使用了同名的 Key，就会导致系统的 bug。同时，如果不同的项目组在共同使用一个 Redis 集群，也会发生这样的问题。例如：**

127.0.0.1:6379> set name qinyi
    OK
    # 同一个项目中的不同业务使用了同名的 key （不同的研发人员共同开发造成）
    127.0.0.1:6379> lpush name qinyi imooc
    (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
    127.0.0.1:6379>

*  **在业务名称之前加上项目的名称 - 不建议**

**这样做可以大概率的避免不同的项目引起的 Key 冲突问题，但是，仍然不能避免同一个项目中的不同业务。例如：**

# a、b 两个项目在使用 Redis 时，各自以项目的名称为 Key 的前缀
    127.0.0.1:6379> set a-name qinyi
    OK
    127.0.0.1:6379> set b-name imooc
    OK
    # 仍不能避免同一个项目中的不同业务使用了同名的 key
    127.0.0.1:6379> lpush a-name qinyi imooc
    (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
    127.0.0.1:6379>

*  **Key = 项目名称-业务名称-时间戳 - 建议**

**这种命名 Key 的方式是比较好的，相比于上一种方式，多增加了一个时间戳标识。这里的含义就是与不同的开发人员定义相同时间戳的概率很低很低。具体时间戳的精度可以根据业务的实际情况选择，比如：天、小时等等。例如：**

# Key 中添加天级的时间戳来避免 Key 冲突的问题
    127.0.0.1:6379> set a-name-20190314 qinyi
    OK
    127.0.0.1:6379> lpush a-name-20190315 qinyi imooc
    (integer) 2
    127.0.0.1:6379>

过期时间的设定

**在使用 Redis 时，绝大多数情况都需要给 Key 设定过期时间，这个是非常有必要的。原因如下：**

*  **作为缓存，加快程序的执行速度。但是缓存的 Object 很可能是会经常变化的，不要长期驻留在 Redis 中**
 *  **当 Redis 的内存使用超过一个阈值（可以自定义）时，会触发 Redis 的缓存淘汰策略，此时的 LRU 过程是非常慢的。极大的影响 Redis 的性能**

**所以，在保存 KV 时，最好是设定过期时间。例如：**

127.0.0.1:6379> set name qinyi
    OK
    127.0.0.1:6379> expire name 30
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> ttl name
    (integer) 25
    127.0.0.1:6379>

**关于 Redis 设定过期时间（这里包含过期键的删除）需要知道：**

*  **Redis 对于设定过期时间的键是怎么保存的**
 *  **Redis 键的过期删除策略**

数据结构的选择

**Redis 常用的数据结构一共有五种：string、hash、list、set、zset（sorted set）。可以发现，大多数场景下使用 string 都可以去解决问题。但是，这并不一定是最优的选择。下面，简单说明下它们各自的适用场景：**

*  **string：单个的缓存结果，不与其他的 KV 之间有联系**
 *  **hash：一个 Object 包含有很多属性，且这些属性都需要单独存储。注意：这种情况不要使用 string，因为 string 会占据更多的内存**
 *  **list：一个 Object 包含很多数据，且这些数据允许重复、要求有顺序性**
 *  **set：一个 Object 包含很多数据，不要求数据有顺序，但是不允许重复**
 *  **zset：一个 Object 包含很多数据，且这些数据自身还包含一个权重值，可以利用这个权重值来排序**

**另外，Redis 还提供了一些特别的数据结构，用于一些特殊的场景。例如：Geo、HyperLogLog**

*  **Geo：LBS 相关的应用，可以参考：Redis Geo**
 *  **HyperLogLog：允许存在误差的基数统计，可以参考：Redis HyperLogLog**

持久化机制的选择

**Redis 提供了两种持久化机制：RDB 和 AOF。**

*  **RDB：在指定的时间间隔内将内存中的数据快照写入磁盘，实际操作过程是 fork 一个子进程，先将数据写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储**
 *  **AOF：以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录**

**关于这两种持久化方式的优点不做解释，可以根据其实现形式得出结论。下面，分析下它们各自的缺点。**

RDB 的缺点

*  **如果你想保证数据的高可用性，即最大限度的避免数据丢失，那么 RDB 将不是一个很好的选择。因为系统一旦在定时持久化之前出现宕机现象，此前没有来得及写入磁盘的数据都将丢失**
 *  **由于 RDB 是通过 fork 子进程来协助完成数据持久化工作的，因此，如果当数据集较大时，可能会导致整个服务器停止服务几百毫秒，甚至是1秒钟**

AOF 的缺点

*  **对于相同数量的数据而言，AOF 文件通常要大于 RDB 文件。RDB 在恢复大数据时的速度比 AOF 的恢复速度要快**
 *  **由于同步策略的不同，AOF 在运行效率上往往会慢于 RDB**

**总结：二者选择的标准，就是看系统是愿意牺牲一些性能，换取更高的缓存一致性（AOF），还是愿意写操作频繁的时候，不启用备份来换取更高的性能。**

不要使用 Redis 存储单 Key 大数据

**这里所说的大数据，不是说不使用 Redis 存储更多的数据，而是说单个 KV 很大的情况。这里最核心的原因是：Redis 是单进程单线程的应用。这种工作方式在操作过程上避免了线程切换的耗时，而且不需要考虑线程安全，无需获取锁、释放锁等操作，是非常简单、直接的。但是：**

*  **Redis 的单线程工作机制，无法用多核并行处理。如果遇到 IO 量大的操作，出现等待 IO 的情况会增多，即使 Redis 底层用的是 IO 多路复用技术，IO 的事件句柄也是要占用资源的**
 *  **Redis 的持久化需要将数据保存下来，KV 的数据量很大，也会影响持久化的执行**

作者：张勤一

链接：https://www.imooc.com/article/283155

来源：慕课网

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