2020阿里巴巴官方最新Redis開發規範！

z_paul發表於2021-09-09
阿里Redis

本文主要介紹在使用阿里雲Redis的開發規範，從下面幾個方面進行說明。

  • 鍵值設計
  • 命令使用
  • 客戶端使用
  • 相關工具

通過本文的介紹可以減少使用Redis過程帶來的問題。

一、鍵值設計

1、key名設計

可讀性和可管理性

以業務名(或資料庫名)為字首(防止key衝突)，用冒號分隔，比如業務名:表名:id

ugc:video:1

簡潔性

保證語義的前提下，控制key的長度，當key較多時，記憶體佔用也不容忽視，例如：

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

不要包含特殊字元

反例：包含空格、換行、單雙引號以及其他轉義字元

2、value設計

拒絕bigkey

防止網路卡流量、慢查詢，string型別控制在10KB以內，hash、list、set、zset元素個數不要超過5000。

反例：一個包含200萬個元素的list。

非字串的bigkey，不要使用del刪除，使用hscan、sscan、zscan方式漸進式刪除，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設定1小時過期，會觸發del操作，造成阻塞，而且該操作不會不出現在慢查詢中(latency可查))，查詢方法和刪除方法
選擇適合的資料型別

例如：實體型別(要合理控制和使用資料結構記憶體編碼優化配置,例如ziplist，但也要注意節省記憶體和效能之間的平衡)
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的生命週期

redis不是垃圾桶，建議使用expire設定過期時間(條件允許可以打散過期時間，防止集中過期)，不過期的資料重點關注idletime。

二、命令使用

1、O(N)命令關注N的數量

例如hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter等並非不能使用，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機制禁掉命令，或者使用scan的方式漸進式處理。

3、合理使用select

redis的多資料庫較弱，使用數字進行區分，很多客戶端支援較差，同時多業務用多資料庫實際還是單執行緒處理，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(例如500以內，實際也和元素位元組數有關)。

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需要客戶端和服務端同時支援。

5、不建議過多使用Redis事務功能

Redis的事務功能較弱(不支援回滾)，而且叢集版本(自研和官方)要求一次事務操作的key必須在一個slot上(可以使用hashtag功能解決)

6、Redis叢集版本在使用Lua上有特殊要求

1、所有key都應該由 KEYS 陣列來傳遞，redis.call/pcall 裡面呼叫的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、避免多個應用使用一個Redis例項

不相干的業務拆分，公共資料做服務化。

2、使用連線池

可以有效控制連線，同時提高效率，標準使用方式：

執行命令如下：
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 {
 //注意這裡不是關閉連線，在JedisPool模式下，Jedis會被歸還給資源池。
 if (jedis != null)
        jedis.close();
}

3、熔斷功能

高併發下建議客戶端新增熔斷功能(例如netflix hystrix)

4、合理的加密

設定合理的密碼，如有必要可以使用SSL加密訪問（阿里雲Redis支援）

5、淘汰策略

根據自身業務型別，選好maxmemory-policy(最大記憶體淘汰策略)，設定好過期時間。

預設策略是volatile-lru，即超過最大記憶體後，在過期鍵中使用lru演算法進行key的剔除，保證不過期資料不被刪除，但是可能會出現OOM問題。

其他策略如下：

  • allkeys-lru：根據LRU演算法刪除鍵，不管資料有沒有設定超時屬性，直到騰出足夠空間為止。
  • allkeys-random：隨機刪除所有鍵，直到騰出足夠空間為止。
  • volatile-random:隨機刪除過期鍵，直到騰出足夠空間為止。
  • volatile-ttl：根據鍵值物件的ttl屬性，刪除最近將要過期資料。如果沒有，回退到noeviction策略。
  • noeviction：不會剔除任何資料，拒絕所有寫入操作並返回客戶端錯誤資訊"(error) OOM command not allowed when used memory"，此時Redis只響應讀操作。

四、相關工具

1、資料同步

redis間資料同步可以使用：redis-port

2、big key搜尋

redis大key搜尋工具

3、熱點key尋找

內部實現使用monitor，所以建議短時間使用facebook的redis-faina 阿里雲Redis已經在核心層面解決熱點key問題

五、刪除bigkey

下面操作可以使用pipeline加速。
redis 4.0已經支援key的非同步刪除，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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最後

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