阿里云Redis开发规范

阳光穿透心脏的1/2处 2022-05-29 04:27 201阅读 0赞

摘要： 本文介绍了在使用阿里云Redis的开发规范，从键值设计、命令使用、客户端使用、相关工具等方面进行说明，通过本文的介绍可以减少使用Redis过程带来的问题。

### 一、键值设计 ###

#### 1. key名设计 ####

*  (1)【建议】: 可读性和可管理性

以业务名(或数据库名)为前缀(防止key冲突)，用冒号分隔，比如业务名:表名:id

ugc:video:1

*  (2)【建议】：简洁性

保证语义的前提下，控制key的长度，当key较多时，内存占用也不容忽视，例如：

user:{uid}:friends:messages:{mid}简化为u:{uid}:fr:m:{mid}。

*  (3)【强制】：不要包含特殊字符

反例：包含空格、换行、单双引号以及其他转义字符

#### 2. value设计 ####

*  (1)【强制】：拒绝bigkey(防止网卡流量、慢查询)

string类型控制在10KB以内，hash、list、set、zset元素个数不要超过5000。

反例：一个包含200万个元素的list。

非字符串的bigkey，不要使用del删除，使用hscan、sscan、zscan方式渐进式删除，同时要注意防止bigkey过期时间自动删除问题(例如一个200万的zset设置1小时过期，会触发del操作，造成阻塞，而且该操作不会不出现在慢查询中(latency可查))，[查找方法][Link 1]和[删除方法][Link 2]

*  (2)【推荐】：选择适合的数据类型。

例如：实体类型(要合理控制和使用数据结构内存编码优化配置,例如ziplist，但也要注意节省内存和性能之间的平衡)

反例：

set user:1:name tom
    set user:1:age 19
    set user:1:favor football

正例:

hmset user:1 name tom age 19 favor football

#### 3.【推荐】：控制key的生命周期，redis不是垃圾桶。 ####

建议使用expire设置过期时间(条件允许可以打散过期时间，防止集中过期)，不过期的数据重点关注idletime。

### 二、命令使用 ###

#### 1.【推荐】 O(N)命令关注N的数量 ####

例如hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter等并非不能使用，但是需要明确N的值。有遍历的需求可以使用hscan、sscan、zscan代替。

#### 2.【推荐】：禁用命令 ####

禁止线上使用keys、flushall、flushdb等，通过redis的rename机制禁掉命令，或者使用scan的方式渐进式处理。

#### 3.【推荐】合理使用select ####

redis的多数据库较弱，使用数字进行区分，很多客户端支持较差，同时多业务用多数据库实际还是单线程处理，会有干扰。

#### 4.【推荐】使用批量操作提高效率 ####

原生命令：例如mget、mset。
    非原生命令：可以使用pipeline提高效率。

但要注意控制一次批量操作的元素个数(例如500以内，实际也和元素字节数有关)。

注意两者不同：

1. 原生是原子操作，pipeline是非原子操作。
    2. pipeline可以打包不同的命令，原生做不到
    3. pipeline需要客户端和服务端同时支持。

#### 5.【建议】Redis事务功能较弱，不建议过多使用 ####

Redis的事务功能较弱(不支持回滚)，而且集群版本(自研和官方)要求一次事务操作的key必须在一个slot上(可以使用hashtag功能解决)

#### 6.【建议】Redis集群版本在使用Lua上有特殊要求： ####

*  1.所有key都应该由 KEYS 数组来传递，redis.call/pcall 里面调用的redis命令，key的位置，必须是KEYS array, 否则直接返回error，"-ERR bad lua script for redis cluster, all the keys that the script uses should be passed using the KEYS array"
 *  2.所有key，必须在1个slot上，否则直接返回error, "-ERR eval/evalsha command keys must in same slot"

#### 7.【建议】必要情况下使用monitor命令时，要注意不要长时间使用。 ####

### 三、客户端使用 ###

#### 1.【推荐】 ####

避免多个应用使用一个Redis实例

正例：不相干的业务拆分，公共数据做服务化。

#### 2.【推荐】 ####

使用带有连接池的数据库，可以有效控制连接，同时提高效率，标准使用方式：

执行命令如下：
    Jedis jedis = null;
    try {
        jedis = jedisPool.getResource();
        //具体的命令
        jedis.executeCommand()
    } catch (Exception e) {
        logger.error("op key {} error: " + e.getMessage(), key, e);
    } finally {
        //注意这里不是关闭连接，在JedisPool模式下，Jedis会被归还给资源池。
        if (jedis != null) 
            jedis.close();
    }

下面是JedisPool优化方法的文章:

*  [Jedis常见异常汇总][Jedis]
 *  [JedisPool资源池优化][JedisPool]

#### 3.【建议】 ####

高并发下建议客户端添加熔断功能(例如netflix hystrix)

#### 4.【推荐】 ####

设置合理的密码，如有必要可以使用SSL加密访问（阿里云Redis支持）

#### 5.【建议】 ####

根据自身业务类型，选好maxmemory-policy(最大内存淘汰策略)，设置好过期时间。

默认策略是volatile-lru，即超过最大内存后，在过期键中使用lru算法进行key的剔除，保证不过期数据不被删除，但是可能会出现OOM问题。

##### 其他策略如下： #####

*  allkeys-lru：根据LRU算法删除键，不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空间为止。
 *  allkeys-random：随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。
 *  volatile-random:随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。
 *  volatile-ttl：根据键值对象的ttl属性，删除最近将要过期数据。如果没有，回退到noeviction策略。
 *  noeviction：不会剔除任何数据，拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息"(error) OOM command not allowed when used memory"，此时Redis只响应读操作。

### 四、相关工具 ###

#### 1.【推荐】：数据同步 ####

redis间数据同步可以使用：redis-port

#### 2.【推荐】：big key搜索 ####

[redis大key搜索工具][redis_key]

#### 3.【推荐】：热点key寻找(内部实现使用monitor，所以建议短时间使用) ####

[facebook的redis-faina][facebook_redis-faina]

阿里云Redis已经在内核层面解决热点key问题，欢迎使用。

## 五 附录：删除bigkey ##

1. 下面操作可以使用pipeline加速。
    2. redis 4.0已经支持key的异步删除，欢迎使用。

##### 1. Hash删除: hscan + hdel #####

public void delBigHash(String host, int port, String password, String bigHashKey) {
        Jedis jedis = new Jedis(host, port);
        if (password != null && !"".equals(password)) {
            jedis.auth(password);
        }
        ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
        String cursor = "0";
        do {
            ScanResult<Entry<String, String>> scanResult = jedis.hscan(bigHashKey, cursor, scanParams);
            List<Entry<String, String>> entryList = scanResult.getResult();
            if (entryList != null && !entryList.isEmpty()) {
                for (Entry<String, String> entry : entryList) {
                    jedis.hdel(bigHashKey, entry.getKey());
                }
            }
            cursor = scanResult.getStringCursor();
        } while (!"0".equals(cursor));
        
        //删除bigkey
        jedis.del(bigHashKey);
    }

##### 2. List删除: ltrim #####

public void delBigList(String host, int port, String password, String bigListKey) {
        Jedis jedis = new Jedis(host, port);
        if (password != null && !"".equals(password)) {
            jedis.auth(password);
        }
        long llen = jedis.llen(bigListKey);
        int counter = 0;
        int left = 100;
        while (counter < llen) {
            //每次从左侧截掉100个
            jedis.ltrim(bigListKey, left, llen);
            counter += left;
        }
        //最终删除key
        jedis.del(bigListKey);
    }

##### 3. Set删除: sscan + srem #####

public void delBigSet(String host, int port, String password, String bigSetKey) {
        Jedis jedis = new Jedis(host, port);
        if (password != null && !"".equals(password)) {
            jedis.auth(password);
        }
        ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
        String cursor = "0";
        do {
            ScanResult<String> scanResult = jedis.sscan(bigSetKey, cursor, scanParams);
            List<String> memberList = scanResult.getResult();
            if (memberList != null && !memberList.isEmpty()) {
                for (String member : memberList) {
                    jedis.srem(bigSetKey, member);
                }
            }
            cursor = scanResult.getStringCursor();
        } while (!"0".equals(cursor));
        
        //删除bigkey
        jedis.del(bigSetKey);
    }

##### 4. SortedSet删除: zscan + zrem #####

public void delBigZset(String host, int port, String password, String bigZsetKey) {
        Jedis jedis = new Jedis(host, port);
        if (password != null && !"".equals(password)) {
            jedis.auth(password);
        }
        ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
        String cursor = "0";
        do {
            ScanResult<Tuple> scanResult = jedis.zscan(bigZsetKey, cursor, scanParams);
            List<Tuple> tupleList = scanResult.getResult();
            if (tupleList != null && !tupleList.isEmpty()) {
                for (Tuple tuple : tupleList) {
                    jedis.zrem(bigZsetKey, tuple.getElement());
                }
            }
            cursor = scanResult.getStringCursor();
        } while (!"0".equals(cursor));
        
        //删除bigkey
        jedis.del(bigZsetKey);
    }

文章来源： [https://yq.aliyun.com/articles/531067][https_yq.aliyun.com_articles_531067]

[Link 1]: https://yq.aliyun.com/articles/531067#cc1
[Link 2]: https://yq.aliyun.com/articles/531067#cc2
[Jedis]: https://yq.aliyun.com/articles/236384
[JedisPool]: https://yq.aliyun.com/articles/236383
[redis_key]: https://yq.aliyun.com/articles/117042
[facebook_redis-faina]: https://github.com/facebookarchive/redis-faina
[https_yq.aliyun.com_articles_531067]: https://yq.aliyun.com/articles/531067