【Redis】Redis常用优化建议

清疚 2023-10-08 17:31 9阅读 0赞

Redis 的性能之所以如此之高，原因就在于它的数据都存储在「内存」中，所以访问 Redis 中的数据速度极快。

那怎么提升性能是一个问题，下面总结一下基本的优化方式。

## 1.避免存储 bigkey ##

存储 bigkey 除了前面讲到的使用过多内存之外，对 Redis 性能也会有很大影响。

由于 Redis 处理请求是单线程的，当你的应用在写入一个 bigkey 时，更多时间将消耗在「内存分配」上，这时操作延迟就会增加。同样地，删除一个 bigkey 在「释放内存」时，也会发生耗时。

而且，当你在读取这个 bigkey 时，也会在「网络数据传输」上花费更多时间，此时后面待执行的请求就会发生排队，Redis 性能下降。

所以，你的业务应用尽量不要存储 bigkey，避免操作延迟发生。

如果你确实有存储 bigkey 的需求，你可以把 bigkey 拆分为多个小 key 存储。

## 2.开启 lazy-free 机制 ##

如果你无法避免存储 bigkey，那么我建议你开启 Redis 的 lazy-free 机制。（4.0+版本支持）

当开启这个机制后，Redis 在删除一个 bigkey 时，释放内存的耗时操作，将会放到后台线程中去执行，这样可以在最大程度上，避免对主线程的影响。

## 3.不使用复杂度过高的命令 ##

Redis 是单线程模型处理请求，除了操作 bigkey 会导致后面请求发生排队之外，在执行复杂度过高的命令时，也会发生这种情况。

因为执行复杂度过高的命令，***会消耗更多的 CPU 资源***，主线程中的其它请求只能等待，这时也会发生排队延迟。

所以，你需要避免执行例如 SORT、SINTER、SINTERSTORE、ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE 等聚合类命令。

对于这种聚合类操作，我建议你把它放到客户端来执行，不要让 Redis 承担太多的计算工作。

## 4.执行 O(N) 命令时，关注 N 的大小 ##

在执行 O(N) 命令时，同样需要注意 N 的大小。

如果一次性查询过多的数据，也会在网络传输过程中耗时过长，操作延迟变大。

所以，对于容器类型（List/Hash/Set/ZSet），在元素数量未知的情况下，一定不要无脑执行 LRANGE key 0 -1 / HGETALL / SMEMBERS / ZRANGE key 0 -1。

**在查询数据时，你要遵循以下原则：**

*  先查询数据元素的数量（LLEN/HLEN/SCARD/ZCARD）
 *  元素数量较少，可一次性查询全量数据
 *  元素数量非常多，分批查询数据（LRANGE/HASCAN/SSCAN/ZSCAN）

## 5.关注 DEL 时间复杂度 ##

当你删除的是一个 String 类型 key 时，时间复杂度确实是 O(1)。

但当你要删除的 key 是 List/Hash/Set/ZSet 类型，它的复杂度其实为 O(N)，N 代表元素个数。

也就是说，删除一个 key，其元素数量越多，执行 DEL 也就越慢！

原因在于，删除大量元素时，需要依次回收每个元素的内存，元素越多，花费的时间也就越久！

而且，这个过程默认是在主线程中执行的，这势必会阻塞主线程，产生性能问题。

那删除这种元素比较多的 key，如何处理呢？

建议是，分批删除：

*  List类型：执行多次 LPOP/RPOP，直到所有元素都删除完成
 *  Hash/Set/ZSet类型：先执行 HSCAN/SSCAN/SCAN 查询元素，再执行 HDEL/SREM/ZREM 依次删除每个元素  
    一个小小的删除操作，稍微不小心，也有可能引发性能问题，你在操作时需要格外注意。

## 6.批量命令代替单个命令 ##

当你需要一次性操作多个 key 时，你应该使用批量命令来处理。

批量操作相比于多次单个操作的优势在于，可以显著减少客户端、服务端的来回网络 IO 次数。

建议是：

*  String / Hash 使用 MGET/MSET 替代 GET/SET，HMGET/HMSET 替代 HGET/HSET
 *  其它数据类型使用 Pipeline，打包一次性发送多个命令到服务端执行

## 7.避免集中过期 key ##

Redis 清理过期 key 是采用定时 + 懒惰的方式来做的，而且这个过程都是在主线程中执行。

如果你的业务存在大量 key 集中过期的情况，**那么 Redis 在清理过期 key 时，也会有阻塞主线程的风险。**

想要避免这种情况发生，你可以在设置过期时间时，增加一个随机时间，把这些 key 的过期时间打散，从而降低集中过期对主线程的影响。

## 8.使用长连接操作 Redis，合理配置连接池 ##

你的业务应该使用长连接操作 Redis，避免短连接。

当使用短连接操作 Redis 时，每次都需要经过 TCP 三次握手、四次挥手，这个过程也会增加操作耗时。

同时，你的客户端应该使用连接池的方式访问 Redis，并设置合理的参数，长时间不操作 Redis 时，需及时释放连接资源。

## 9.只使用 db0 ##

Redis 提供了 16 个 db，为什么只建议你使用 db0。

以下 3 点原因：

*  在一个连接上操作多个 db 数据时，每次都需要先执行 SELECT，这会给 Redis 带来额外的压力
 *  使用多个 db 的目的是，按不同业务线存储数据，那为何不拆分多个实例存储呢？拆分多个实例部署，多个业务线不会互相影响，还能提高 Redis 的访问性能
 *  Redis Cluster 只支持 db0，如果后期你想要迁移到 Redis Cluster，迁移成本高

## 10.使用读写分离 + 分片集群 ##

如果你的业务读请求量很大，那么可以采用部署多个从库的方式，实现***读写分离***，让 Redis 的从库分担读压力，进而提升性能。

如果你的业务写请求量很大，单个 Redis 实例已无法支撑这么大的写流量，那么此时你需要使用***分片集群***，分担写压力。

## 11.不开启 AOF 或 AOF 配置为每秒刷盘 ##

如果对于丢失数据不敏感的业务，我建议你不开启 AOF，避免 AOF 写磁盘拖慢 Redis 的性能。

如果确实需要开启 AOF，那么我建议你配置为 appendfsync everysec，把数据持久化的刷盘操作，放到后台线程中去执行，尽量降低 Redis 写磁盘对性能的影响。

## 12.使用物理机部署 Redis ##

Redis 在做数据持久化时，采用创建子进程的方式进行。

而创建子进程会调用操作系统的 fork 系统调用，这个系统调用的执行耗时，与系统环境有关。

虚拟机环境执行 fork 的耗时，要比物理机慢得多，所以你的 Redis 应该尽可能部署在物理机上。

## 13.关闭操作系统内存大页机制（参考即可） ##

Linux 操作系统提供了内存大页机制，其特点在于，每次应用程序向操作系统申请内存时，申请单位由之前的 4KB 变为了 2MB。