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作者：付磊 - 起揚(yáng)

鏈接：https://yq.aliyun.com/articles/531067

本文主要介紹在使用阿里云 Redis 的開發(fā)規(guī)范，從下面幾個方面進(jìn)行說明。

鍵值設(shè)計
命令使用
客戶端使用
相關(guān)工具

通過本文的介紹可以減少使用 Redis 過程帶來的問題。

一、鍵值設(shè)計

1、key 名設(shè)計

可讀性和可管理性

以業(yè)務(wù)名 (或數(shù)據(jù)庫名) 為前綴(防止 key 沖突)，用冒號分隔，比如業(yè)務(wù)名: 表名: id

ugc:video:1

簡潔性

保證語義的前提下，控制 key 的長度，當(dāng) key 較多時，內(nèi)存占用也不容忽視，例如：

user:{uid}:friends:messages:{mid}簡化為u:{uid}:fr:m:{mid}。

不要包含特殊字符

反例：包含空格、換行、單雙引號以及其他轉(zhuǎn)義字符

2、value 設(shè)計

拒絕 bigkey

防止網(wǎng)卡流量、慢查詢，string 類型控制在 10KB 以內(nèi)，hash、list、set、zset 元素個數(shù)不要超過 5000。

反例：一個包含 200 萬個元素的 list。

非字符串的 bigkey，不要使用 del 刪除，使用 hscan、sscan、zscan 方式漸進(jìn)式刪除，同時要注意防止 bigkey 過期時間自動刪除問題 (例如一個 200 萬的 zset 設(shè)置 1 小時過期，會觸發(fā) del 操作，造成阻塞，而且該操作不會不出現(xiàn)在慢查詢中 (latency 可查))，查找方法和刪除方法

選擇適合的數(shù)據(jù)類型

例如：實體類型 (要合理控制和使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存編碼優(yōu)化配置, 例如 ziplist，但也要注意節(jié)省內(nèi)存和性能之間的平衡)

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

控制 key 的生命周期

redis 不是垃圾桶，建議使用 expire 設(shè)置過期時間 (條件允許可以打散過期時間，防止集中過期)，不過期的數(shù)據(jù)重點關(guān)注 idletime。

二、命令使用

1、O(N) 命令關(guān)注 N 的數(shù)量

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

2、禁用命令

禁止線上使用 keys、flushall、flushdb 等，通過 redis 的 rename 機(jī)制禁掉命令，或者使用 scan 的方式漸進(jìn)式處理。

3、合理使用 select

redis 的多數(shù)據(jù)庫較弱，使用數(shù)字進(jìn)行區(qū)分，很多客戶端支持較差，同時多業(yè)務(wù)用多數(shù)據(jù)庫實際還是單線程處理，會有干擾。

4、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個數(shù) (例如 500 以內(nèi)，實際也和元素字節(jié)數(shù)有關(guān))。

注意兩者不同：

原生是原子操作，pipeline 是非原子操作。
pipeline 可以打包不同的命令，原生做不到
pipeline 需要客戶端和服務(wù)端同時支持。

5、不建議過多使用 Redis 事務(wù)功能

Redis 的事務(wù)功能較弱 (不支持回滾)，而且集群版本(自研和官方) 要求一次事務(wù)操作的 key 必須在一個 slot 上(可以使用 hashtag 功能解決)

6、Redis 集群版本在使用 Lua 上有特殊要求

1、所有 key 都應(yīng)該由 KEYS 數(shù)組來傳遞，redis.call/pcall 里面調(diào)用的 redis 命令，key 的位置，必須是 KEYS array, 否則直接返回 error，"-ERR bad lua script for redis cluster, all the keys that the script uses should be passed using the KEYS arrayrn"

2、所有 key，必須在 1 個 slot 上，否則直接返回 error, "-ERR eval/evalsha command keys must in same slotrn"

7、monitor 命令

必要情況下使用 monitor 命令時，要注意不要長時間使用。

三、客戶端使用

1、避免多個應(yīng)用使用一個 Redis 實例

不相干的業(yè)務(wù)拆分，公共數(shù)據(jù)做服務(wù)化。

2、使用連接池

可以有效控制連接，同時提高效率，標(biāo)準(zhǔn)使用方式：

執(zhí)行命令如下：
Jedis jedis = null;
try {
    jedis = jedisPool.getResource();
    //具體的命令
    jedis.executeCommand()
} catch (Exception e) {
    logger.error("op key {} error: " + e.getMessage(), key, e);
} finally {
    //注意這里不是關(guān)閉連接，在JedisPool模式下，Jedis會被歸還給資源池。
    if (jedis != null)
        jedis.close();
}

3、熔斷功能

高并發(fā)下建議客戶端添加熔斷功能 (例如 netflix hystrix)

4、合理的加密

設(shè)置合理的密碼，如有必要可以使用 SSL 加密訪問（阿里云 Redis 支持）

5、淘汰策略

根據(jù)自身業(yè)務(wù)類型，選好 maxmemory-policy(最大內(nèi)存淘汰策略)，設(shè)置好過期時間。

默認(rèn)策略是 volatile-lru，即超過最大內(nèi)存后，在過期鍵中使用 lru 算法進(jìn)行 key 的剔除，保證不過期數(shù)據(jù)不被刪除，但是可能會出現(xiàn) OOM 問題。

其他策略如下：

allkeys-lru：根據(jù) LRU 算法刪除鍵，不管數(shù)據(jù)有沒有設(shè)置超時屬性，直到騰出足夠空間為止。
allkeys-random：隨機(jī)刪除所有鍵，直到騰出足夠空間為止。
volatile-random: 隨機(jī)刪除過期鍵，直到騰出足夠空間為止。
volatile-ttl：根據(jù)鍵值對象的 ttl 屬性，刪除最近將要過期數(shù)據(jù)。如果沒有，回退到 noeviction 策略。
noeviction：不會剔除任何數(shù)據(jù)，拒絕所有寫入操作并返回客戶端錯誤信息 "(error) OOM command not allowed when used memory"，此時 Redis 只響應(yīng)讀操作。

四、相關(guān)工具

1、數(shù)據(jù)同步

redis 間數(shù)據(jù)同步可以使用：redis-port

2、big key 搜索

redis 大 key 搜索工具

3、熱點 key 尋找

內(nèi)部實現(xiàn)使用 monitor，所以建議短時間使用 facebook 的 redis-faina 阿里云 Redis 已經(jīng)在內(nèi)核層面解決熱點 key 問題

五、刪除 bigkey

下面操作可以使用 pipeline 加速。
redis 4.0 已經(jīng)支持 key 的異步刪除，歡迎使用。

1、Hash 刪除: 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));
    //刪除bigkey
    jedis.del(bigHashKey);
}

2、List 刪除: 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) {
        //每次從左側(cè)截掉100個
        jedis.ltrim(bigListKey, left, llen);
        counter += left;
    }
    //最終刪除key
    jedis.del(bigListKey);
}

3、Set 刪除: 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));
    //刪除bigkey
    jedis.del(bigSetKey);
}

4、SortedSet 刪除: 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));
    //刪除bigkey
    jedis.del(bigZsetKey);
}

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