求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!

沙海 2021年6月25日04:42:35Java评论22字数 9795阅读32分39秒阅读模式
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随着业务的发展,你的业务存储在Redis中的数据就会越来越多。在开发业务时,你需要提前预估整个Redis中写入key的数量,如果key数量达到了百万级别,过长的key名也会占用过多的内存空间。我还把这些实践优化,按照业务开发和运维两个维度,进一步做了划分。并且以强制、推荐、参考3个级别做了标注,这样你在实践优化时,就会更明确哪些该做,哪些需要结合实际的业务场景进一步分析。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!

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以下文章来源于水滴与银弹,作者Magic Kaito文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这篇文章我想和你聊一聊 Redis 的最佳实践。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你的项目或许已经使用 Redis 很长时间了,但在使用过程中,你可能还会或多或少地遇到以下问题:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 我的 Redis 内存为什么增长这么快?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 为什么我的 Redis 操作延迟变大了?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 如何降低 Redis 故障发生的频率?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 日常运维 Redis 需要注意什么?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 部署 Redis 时,如何做好资源规划?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • Redis 监控重点要关注哪些指标?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

尤其是当你的项目越来越依赖 Redis 时,这些问题就变得尤为重要。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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此时,你迫切需要一份最佳实践指南。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这篇文章,我将从以下七个维度,带你全面分析 Redis 的最佳实践优化:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 内存文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 性能文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 高可靠文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 日常运维文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 资源规划文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 监控文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 安全文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

在文章的最后,我还会给你一个完整的最佳实践清单,不管你是业务开发人员,还是 DBA 运维人员,这个清单将会帮助你更加优雅地用好 Redis。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这篇文章干货很多,希望你可以耐心读完。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 如何使用 Redis 更节省内存?

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首先,我们来看一下 Redis 内存方面的优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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众所周知,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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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但从资源利用率层面来说,机器的内存资源相比于磁盘,还是比较昂贵的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当你的业务应用在 Redis 中存储数据很少时,你可能并不太关心内存资源的使用情况。但随着业务的发展,你的业务存储在 Redis 中的数据就会越来越多。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果没有提前制定好内存优化策略,那么等业务开始增长时,Redis 占用的内存也会开始膨胀。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,提前制定合理的内存优化策略,对于资源利用率的提升是很有必要的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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那在使用 Redis 时,怎样做才能更节省内存呢?这里我给你总结了 6 点建议,我们依次来看:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

1、控制 key 的长度文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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最简单直接的内存优化,就是控制 key 的长度。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在开发业务时,你需要提前预估整个 Redis 中写入 key 的数量,如果 key 数量达到了百万级别,那么,过长的 key 名也会占用过多的内存空间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你需要保证 key 在简单、清晰的前提下,尽可能把 key 定义得短一些。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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例如,原有的 key 为 user:book:123,则可以优化为 u:bk:123。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这样一来,你的 Redis 就可以节省大量的内存,这个方案对内存的优化非常直接和高效。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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2、避免存储 bigkey文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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除了控制 key 的长度之外,你同样需要关注 value 的大小,如果大量存储 bigkey,也会导致 Redis 内存增长过快。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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除此之外,客户端在读写 bigkey 时,还有产生性能问题(下文会具体详述)。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你要避免在 Redis 中存储 bigkey,我给你的建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • String:大小控制在 10KB 以下文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • List/Hash/Set/ZSet:元素数量控制在 1 万以下文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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3、选择合适的数据类型文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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Redis 提供了丰富的数据类型,这些数据类型在实现上,也对内存使用做了优化。具体来说就是,一种数据类型对应多种数据结构来实现:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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例如,String、Set 在存储 int 数据时,会采用整数编码存储。Hash、ZSet 在元素数量比较少时(可配置),会采用压缩列表(ziplist)存储,在存储比较多的数据时,才会转换为哈希表和跳表。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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作者这么设计的原因,就是为了进一步节约内存资源。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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那么你在存储数据时,就可以利用这些特性来优化 Redis 的内存。这里我给你的建议如下:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • String、Set:尽可能存储 int 类型数据文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • Hash、ZSet:存储的元素数量控制在转换阈值之下,以压缩列表存储,节约内存文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

4、把 Redis 当作缓存使用文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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Redis 数据存储在内存中,这也意味着其资源是有限的。你在使用 Redis 时,要把它当做缓存来使用,而不是数据库。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你的应用写入到  Redis 中的数据,尽可能地都设置过期时间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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业务应用在 Redis 中查不到数据时,再从后端数据库中加载到 Redis 中。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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采用这种方案,可以让 Redis 中只保留经常访问的热数据,内存利用率也会比较高。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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5、实例设置 maxmemory + 淘汰策略文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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虽然你的 Redis key 都设置了过期时间,但如果你的业务应用写入量很大,并且过期时间设置得比较久,那么短期间内 Redis 的内存依旧会快速增长。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果不控制 Redis 的内存上限,也会导致使用过多的内存资源。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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对于这种场景,你需要提前预估业务数据量,然后给这个实例设置 maxmemory 控制实例的内存上限,这样可以避免 Redis 的内存持续膨胀。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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配置了 maxmemory,此时你还要设置数据淘汰策略,而淘汰策略如何选择,你需要结合你的业务特点来决定:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • volatile-lru / allkeys-lru:优先保留最近访问过的数据文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • volatile-lfu / allkeys-lfu:优先保留访问次数最频繁的数据(4.0+版本支持)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • volatile-ttl :优先淘汰即将过期的数据文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • volatile-random / allkeys-random:随机淘汰数据文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

6、数据压缩后写入 Redis文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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以上方案基本涵盖了 Redis 内存优化的各个方面。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果你还想进一步优化 Redis 内存,你还可以在业务应用中先将数据压缩,再写入到 Redis 中(例如采用 snappy、gzip 等压缩算法)。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当然,压缩存储的数据,客户端在读取时还需要解压缩,在这期间会消耗更多 CPU 资源,你需要根据实际情况进行权衡。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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以上就是节省内存资源方面的实践优化,是不是都比较简单?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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下面我们来看性能方面的优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 如何持续发挥 Redis 的高性能?

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当你的系统决定引入 Redis 时,想必看中它最关键的一点就是:性能。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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我们知道,一个单机版 Redis 就可以达到 10W QPS,这么高的性能,也意味着如果在使用过程中发生延迟情况,就会与我们的预期不符。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,在使用 Redis 时,如何持续发挥它的高性能,避免操作延迟的情况发生,也是我们的关注焦点。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在这方面,我给你总结了 13 条建议:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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1、避免存储 bigkey文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你的业务应用尽量不要存储 bigkey,避免操作延迟发生。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

2、开启 lazy-free 机制文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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3、不使用复杂度过高的命令文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你需要避免执行例如 SORT、SINTER、SINTERSTORE、ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE 等聚合类命令。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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4、执行 O(N) 命令时,关注 N 的大小文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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规避使用复杂度过高的命令,就可以高枕无忧了么?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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答案是否定的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当你在执行 O(N) 命令时,同样需要注意 N 的大小。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在查询数据时,你要遵循以下原则:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 先查询数据元素的数量(LLEN/HLEN/SCARD/ZCARD)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 元素数量较少,可一次性查询全量数据文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  3. 元素数量非常多,分批查询数据(LRANGE/HASCAN/SSCAN/ZSCAN)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

5、关注 DEL 时间复杂度文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你没看错,在删除一个 key 时,如果姿势不对,也有可能影响到 Redis 性能。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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删除一个 key,我们通常使用的是 DEL 命令,回想一下,你觉得 DEL 的时间复杂度是多少?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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O(1) ?其实不一定。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当你删除的是一个 String 类型 key 时,时间复杂度确实是 O(1)。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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也就是说,删除一个 key,其元素数量越多,执行 DEL 也就越慢!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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那删除这种元素比较多的 key,如何处理呢?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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我给你的建议是,分批删除:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • List类型:执行多次 LPOP/RPOP,直到所有元素都删除完成文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • Hash/Set/ZSet类型:先执行 HSCAN/SSCAN/SCAN 查询元素,再执行 HDEL/SREM/ZREM 依次删除每个元素文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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没想到吧?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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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6、批量命令代替单个命令文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以我给你的建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • String / Hash 使用 MGET/MSET 替代 GET/SET,HMGET/HMSET 替代 HGET/HSET文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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7、避免集中过期 key文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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8、使用长连接操作 Redis,合理配置连接池文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你的业务应该使用长连接操作 Redis,避免短连接。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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9、只使用 db0文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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尽管 Redis 提供了 16 个 db,但我只建议你使用 db0。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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为什么呢?我总结了以下 3 点原因:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 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 带来额外的压力文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 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 的访问性能文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  3. Redis Cluster 只支持 db0,如果后期你想要迁移到 Redis Cluster,迁移成本高文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

10、使用读写分离 + 分片集群文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

11、不开启 AOF 或 AOF 配置为每秒刷盘文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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12、使用物理机部署 Redis文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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Redis 在做数据持久化时,采用创建子进程的方式进行。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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13、关闭操作系统内存大页机制文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这会导致什么问题呢?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当 Redis 在做数据持久化时,会先 fork 一个子进程,此时主进程和子进程共享相同的内存地址空间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当主进程需要修改现有数据时,会采用写时复制(Copy On Write)的方式进行操作,在这个过程中,需要重新申请内存。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果申请内存单位变为了 2MB,那么势必会增加内存申请的耗时,如果此时主进程有大量写操作,需要修改原有的数据,那么在此期间,操作延迟就会变大。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,为了避免出现这种问题,你需要在操作系统上关闭内存大页机制。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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好了,以上这些就是 Redis高性能方面的实践优化。如果你非常关心 Redis 的性能问题,可以结合这些方面针对性优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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我们再来看 Redis 可靠性如何保证。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 如何保证 Redis 的可靠性?

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这里我想提醒你的是,保证 Redis 可靠性其实并不难,但难的是如何做到「持续稳定」。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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下面我会从资源隔离、多副本、故障恢复这三大维度,带你分析保障 Redis 可靠性的最佳实践。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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1、按业务线部署实例文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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提升可靠性的第一步,就是「资源隔离」。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

你最好按不同的业务线来部署 Redis 实例,这样当其中一个实例发生故障时,不会影响到其它业务。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

这种资源隔离的方案,实施成本是最低的,但成效却是非常大的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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2、部署主从集群文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果你只使用单机版 Redis,那么就会存在机器宕机服务不可用的风险。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以,你需要部署多副本实例,即主从集群,这样当主库宕机后,依旧有从库可以使用,避免了数据丢失的风险,也降低了服务不可用的时间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在部署主从集群时,你还需要注意,主从库需要分布在不同机器上,避免交叉部署。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这么做的原因在于,通常情况下,Redis 的主库会承担所有的读写流量,所以我们一定要优先保证主库的稳定性,即使从库机器异常,也不要对主库造成影响。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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而且,有时我们需要对 Redis 做日常维护,例如数据定时备份等操作,这时你就可以只在从库上进行,这只会消耗从库机器的资源,也避免了对主库的影响。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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3、合理配置主从复制参数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在部署主从集群时,如果参数配置不合理,也有可能导致主从复制发生问题:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 主从复制中断文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 从库发起全量复制,主库性能受到影响文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

在这方面我给你的建议有以下 2 点:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 设置合理的 repl-backlog 参数:过小的 repl-backlog 在写流量比较大的场景下,主从复制中断会引发全量复制数据的风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 设置合理的 slave client-output-buffer-limit:当从库复制发生问题时,过小的 buffer 会导致从库缓冲区溢出,从而导致复制中断文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

4、部署哨兵集群,实现故障自动切换文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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只部署了主从节点,但故障发生时是无法自动切换的,所以,你还需要部署哨兵集群,实现故障的自动切换。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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而且,多个哨兵节点需要分布在不同机器上,实例为奇数个,防止哨兵选举失败,影响切换时间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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以上这些就是保障 Redis高可靠实践优化,你应该也发现了,这些都是部署和运维层的优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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除此之外,你可能还会对 Redis 做一些日常运维工作,这时你要注意哪些问题呢?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 日常运维 Redis 需要注意什么?

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如果你是 DBA 运维人员,在平时运维 Redis 时,也需要注意以下 6 个方面。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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1、禁止使用 KEYS/FLUSHALL/FLUSHDB 命令文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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执行这些命令,会长时间阻塞 Redis 主线程,危害极大,所以你必须禁止使用它。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果确实想使用这些命令,我给你的建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • SCAN 替换 KEYS文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 4.0+版本可使用 FLUSHALL/FLUSHDB ASYNC,清空数据的操作放在后台线程执行文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

2、扫描线上实例时,设置休眠时间文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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不管你是使用 SCAN 扫描线上实例,还是对实例做 bigkey 统计分析,我建议你在扫描时一定记得设置休眠时间。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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防止在扫描过程中,实例 OPS 过高对 Redis 产生性能抖动。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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3、慎用 MONITOR 命令文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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有时在排查 Redis 问题时,你会使用 MONITOR 查看 Redis 正在执行的命令。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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但如果你的 Redis OPS 比较高,那么在执行 MONITOR 会导致 Redis 输出缓冲区的内存持续增长,这会严重消耗 Redis 的内存资源,甚至会导致实例内存超过 maxmemory,引发数据淘汰,这种情况你需要格外注意。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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所以你在执行 MONITOR 命令时,一定要谨慎,尽量少用。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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4、从库必须设置为 slave-read-only文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你的从库必须设置为 slave-read-only 状态,避免从库写入数据,导致主从数据不一致。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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除此之外,从库如果是非 read-only 状态,如果你使用的是 4.0 以下的 Redis,它存在这样的 Bug:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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从库写入了有过期时间的数据,不会做定时清理和释放内存。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这会造成从库的内存泄露!这个问题直到 4.0 版本才修复,你在配置从库时需要格外注意。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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5、合理配置 timeout 和 tcp-keepalive 参数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果因为网络原因,导致你的大量客户端连接与 Redis 意外中断,恰好你的 Redis 配置的 maxclients 参数比较小,此时有可能导致客户端无法与服务端建立新的连接(服务端认为超过了 maxclients)。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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造成这个问题原因在于,客户端与服务端每建立一个连接,Redis 都会给这个客户端分配了一个 client fd。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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当客户端与服务端网络发生问题时,服务端并不会立即释放这个 client fd。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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什么时候释放呢?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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Redis 内部有一个定时任务,会定时检测所有 client 的空闲时间是否超过配置的 timeout 值。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果 Redis 没有开启 tcp-keepalive 的话,服务端直到配置的 timeout 时间后,才会清理释放这个 client fd。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在没有清理之前,如果还有大量新连接进来,就有可能导致 Redis 服务端内部持有的 client fd 超过了 maxclients,这时新连接就会被拒绝。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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针对这种情况,我给你的优化建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 不要配置过高的 timeout:让服务端尽快把无效的 client fd 清理掉文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. Redis 开启 tcp-keepalive:这样服务端会定时给客户端发送 TCP 心跳包,检测连接连通性,当网络异常时,可以尽快清理僵尸 client fd文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

6、调整 maxmemory 时,注意主从库的调整顺序文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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Redis 5.0 以下版本存在这样一个问题:从库内存如果超过了 maxmemory,也会触发数据淘汰。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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在某些场景下,从库是可能优先主库达到 maxmemory 的(例如在从库执行 MONITOR 命令,输出缓冲区占用大量内存),那么此时从库开始淘汰数据,主从库就会产生不一致。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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要想避免此问题,在调整 maxmemory 时,一定要注意主从库的修改顺序:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 调大 maxmemory:先修改从库,再修改主库文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 调小 maxmemory:先修改主库,再修改从库文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

直到 Redis 5.0,Redis 才增加了一个配置 replica-ignore-maxmemory,默认从库超过 maxmemory 不会淘汰数据,才解决了此问题。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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好了,以上这些就是日常运维Redis 需要注意的,你可以对各个配置项查漏补缺,看有哪些是需要优化的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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接下来,我们来看一下,保障 Redis安全都需要注意哪些问题。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# Redis 安全如何保证?

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无论如何,在互联网时代,安全问题一定是我们需要随时警戒的。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你可能听说过 Redis 被注入可执行脚本,然后拿到机器 root 权限的安全问题,都是因为在部署 Redis 时,没有把安全风险注意起来。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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针对这方面,我给你的建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 不要把 Redis 部署在公网可访问的服务器上文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 部署时不使用默认端口 6379文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  3. 以普通用户启动 Redis 进程,禁止 root 用户启动文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  4. 限制 Redis 配置文件的目录访问权限文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  5. 推荐开启密码认证文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  6. 禁用/重命名危险命令(KEYS/FLUSHALL/FLUSHDB/CONFIG/EVAL)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

只要你把这些做到位,基本上就可以保证 Redis 的安全风险在可控范围内。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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至此,我们分析了 Redis 在内存、性能、可靠性、日常运维方面的最佳实践优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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除了以上这些,你还需要做到提前预防。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 如何预防 Redis 问题?

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要想提前预防 Redis 问题,你需要做好以下两个方面:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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1、合理的资源规划文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

先来说资源规划。在部署 Redis 时,如果你可以提前做好资源规划,可以避免很多因为资源不足产生的问题。这方面我给你的建议有以下 3 点:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  1. 保证机器有足够的 CPU、内存、带宽、磁盘资源文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 提前做好容量规划,主库机器预留一半内存资源,防止主从机器网络故障,引发大面积全量同步,导致主库机器内存不足的问题文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  3. 单个实例内存建议控制在 10G 以下,大实例在主从全量同步、RDB 备份时有阻塞风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

2、完善的监控预警文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

监控预警是提高稳定性的重要环节,完善的监控预警,可以把问题提前暴露出来,这样我们才可以快速反应,把问题最小化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这方面我给你的建议是:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  1. 做好机器 CPU、内存、带宽、磁盘监控,资源不足时及时报警,任意资源不足都会影响 Redis 性能文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  2. 设置合理的 slowlog 阈值,并对其进行监控,slowlog 过多及时报警文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  3. 监控组件采集 Redis INFO 信息时,采用长连接,避免频繁的短连接文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  4. 做好实例运行时监控,重点关注 expired_keys、evicted_keys、latest_fork_usec 指标,这些指标短时突增可能会有阻塞风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

# 总结

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好了,总结一下,这篇文章我带你全面分析了 Redis 最佳实践的优化路径,其中包括内存资源、高性能、高可靠、日常运维、资源规划、监控、安全 7 个维度。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这里我画成了思维导图,方便你在实践时做参考。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

我还把这些实践优化,按照业务开发和运维两个维度,进一步做了划分。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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并且以强制、推荐、参考3 个级别做了标注,这样你在实践优化时,就会更明确哪些该做,哪些需要结合实际的业务场景进一步分析。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这些级别的实施规则如下:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 强制:需严格遵守,否则危害极大文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 推荐:推荐遵守,可提升性能、降低内存、便于运维文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 参考:根据业务特点参考实施文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果你是业务开发人员,你需要了解 Redis 的运行机制,例如各个命令的执行时间复杂度、数据过期策略、数据淘汰策略等,使用合理的命令,并结合业务场景进行优化。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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求求你,面试官,别再问我Redis啦!!!文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

如果你是 DBA 运维人员,你需要在资源规划、运维、监控、安全层面做到位,做到未雨绸缪。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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# 后记

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如果你能耐心地读到这里,应该对如何用好Redis 有了新的认识。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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这篇文章我们主要讲的是 Redis 最佳实践,对于最佳实践这个话题,我想再和你多聊几句。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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如果你面对的不是 Redis,而是其它中间件,例如 MySQL、Kafka,你在使用这些组件时,会有什么优化思路吗?文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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你也可以沿用这篇文章的这几个维度来分析:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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  • 可靠性文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 资源文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 运维文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 监控文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

  • 安全文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

你可以思考一下,MySQL 和 Kafka 在这几个维度,需要注意哪些问题。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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另外,从学习技能的角度来讲,我们在软件开发过程中,要尽可能地去思考和探索最佳实践的方式。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

因为只有这样,我们才会不断督促自己去思考,对自己提出更高的要求,做到持续进步。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/35226.html

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说实话,第一次遇到Java的这种语法:xx ≠ null ,当场懵逼。。。性能提升360倍,疯狂的4 次版本迭代!谷歌突然宣布:上帝的密码防线逐渐崩溃!人工智能有可能是人类文明史的终结!
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