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Redis里怎么快速找到那些特别火的热点键值,避免性能瓶颈的小技巧分享

说到在Redis里找热点键,这确实是个挺实际的问题,你想啊,Redis本身快是快,但万一某个键突然变得超级热门,比如明星出轨新闻爆出时,相关话题的缓存键被每秒访问几百万次,所有的请求都砸向这一个节点,那这个Redis实例的CPU立马就顶不住了,网卡也可能被打满,其他键的访问就会受到严重影响,这就是我们常说的“热点Key问题”,提前发现或者能快速定位这些热点,就等于给系统打了预防针。

那怎么找呢?最土但有时也最直接的方法,就是靠经验猜,比如你是开发人员,你肯定最了解自己的业务,哪些业务容易产生热点?秒杀商品的那个商品ID、全网爆款文章的文章ID、热门主播的房间ID,这些天生就是热点的苗子,你可以提前给这些Key打个标签,在代码里对它们“特殊照顾”,比如用本地缓存挡一层,或者做一下请求的限流,但这个方法全靠人脑,不够自动化,万一出现你预料不到的黑马热点,就没办法了。

Redis里怎么快速找到那些特别火的热点键值,避免性能瓶颈的小技巧分享

我们需要更自动化的手段,Redis官方虽然没有提供一个直接了当的“热点Key排行榜”命令,但它从4.0版本开始,给了我们一个非常强大的侦探工具,叫做redis-cli的热点Key发现功能,这个方法来自Redis官方文档和社区实践,你不需要改任何代码,直接在服务器上运行命令就行,用法大概是这样的:你用redis-cli连接上你的Redis实例,然后加上一个--hotkeys的参数,命令执行后,它就会给你列出一个列表,告诉你哪些Key可能是热点,并且还会给出一个热度值。

这个功能的原理也挺有意思,它其实是基于Redis的OBJECT命令里的一个叫refcount(引用计数)和lru(最近使用)的信息来估算的,它会扫描数据库里所有的Key(所以对大数据集可能会有性能影响,最好在从库或者低峰期做),然后分析出哪些Key被访问得最频繁,这个方法非常实用,适合做定期的健康检查。

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--hotkeys是事后分析,有点像定期体检,如果想实时监控,像医院的重症监护室那样一刻不停地盯着,那就要用更高级的方法了,一个常见的办法是依靠监控系统,很多公司都会用monitor命令或者更高效的redis-statinfo stats等工具来收集Redis的运行数据,但这里要特别注意,Redis自带的MONITOR命令在生产环境一定要慎用,因为这个命令会把Redis服务器处理的每一个命令都打印出来,性能开销巨大,在高压力的生产线上用这个,相当于自己制造一次性能瓶颈,它只适合在测试环境或者流量极低的时候临时抓一下问题。

更靠谱的实时监控,是去解析Redis的慢查询日志,或者利用一些开源的APM(应用性能管理)工具,它们可以在客户端或者代理层面对请求进行统计,汇总出每个Key的访问频次,这样既准确又对Redis服务端本身没有干扰,这个方法在众多互联网公司的技术博客里都有提到,是经过实战检验的。

Redis里怎么快速找到那些特别火的热点键值,避免性能瓶颈的小技巧分享

找到热点Key之后,怎么避免性能瓶颈呢?这里有几个小技巧,最立竿见影的就是在应用层做本地缓存,比如你用Java,可以用Guava或Caffeine,当发现某个Key是热点后,让应用服务器在第一次从Redis取到数据后,在自己内存里也存一份,并设置一个短暂的过期时间(比如5秒),这样后续的请求绝大部分直接在本地就返回了,对Redis的请求量会骤降,但要注意缓存一致性的问题,适合那些对延迟要求高,但数据短时间不一致也能接受的场景。

第二个技巧是拆解热点Key,如果一个热点Key的值很大,比如是一个包含很多字段的大Hash,访问又很频繁,可以考虑把它拆成多个子Key,比如一个热门帖子的所有点赞用户ID存在一个Key里,压力很大,可以按用户ID的范围或者哈希值拆成好几个Key,访问的时候再做聚合,这招叫“热Key拆分”。

还有一个“杀手锏”是使用Redis集群版,现在很多云服务商提供的Redis集群版,或者开源的Redis Cluster,它们对于热点Key有一个“软负载”的能力,虽然一个Key只能存在于一个分片上,但好的集群版软件能识别出热点Key,并在代理层做一些请求的分散,比如把热点Key的读请求在一定程度上分发到其他节点,虽然其他节点需要跨节点获取数据,但总比单个节点被压垮要好,这个方法取决于你使用的Redis架构是否支持。

处理热点Key,思路就是“预防为主,监控先行,多级缓存,分解压力”,核心是要建立一个从预测、到发现、再到应对的完整流程,不能等到服务器报警了才手忙脚乱地去查。