1. 什么是redis大key問題
Redis大key問題指的是某個key對應的value值所占的內存空間比較大，導致Redis的性能下降、內存不足、數據不均衡以及主從同步延遲等問題。
到底多大的數據量才算是大key？
沒有固定的判別標準，通常認為字符串類型的key對應的value值占用空間大于1M，或者集合類型的k元素數量超過1萬個，就算是大key。
Redis大key問題的定義及評判準則并非一成不變，而應根據Redis的實際運用以及業務需求來綜合評估。例如，在高并發且低延遲的場景中，僅10kb可能就已構成大key；然而在低并發、高容量的環境下，大key的界限可能在100kb。因此，在設計與運用Redis時，要依據業務需求與性能指標來確立合理的大key閾值。
2. 大key帶來的影響
- 內存占用過高。大Key占用過多的內存空間，可能導致可用內存不足，從而觸發內存淘汰策略。在極端情況下，可能導致內存耗盡，Redis實例崩潰，影響系統的穩定性。
- 性能下降。大Key會占用大量內存空間，導致內存碎片增加，進而影響Redis的性能。對于大Key的操作，如讀取、寫入、刪除等，都會消耗更多的CPU時間和內存資源，進一步降低系統性能。
- 阻塞其他操作。某些對大Key的操作可能會導致Redis實例阻塞。例如，使用DEL命令刪除一個大Key時，可能會導致Redis實例在一段時間內無法響應其他客戶端請求，從而影響系統的響應時間和吞吐量。
- 網絡擁塞。每次獲取大key產生的網絡流量較大，可能造成機器或局域網的帶寬被打滿，同時波及其他服務。例如：一個大key占用空間是1MB，每秒訪問1000次，就有1000MB的流量。
- 主從同步延遲。當Redis實例配置了主從同步時，大Key可能導致主從同步延遲。由于大Key占用較多內存，同步過程中需要傳輸大量數據，這會導致主從之間的網絡傳輸延遲增加，進而影響數據一致性。
- 數據傾斜。在Redis集群模式中，某個數據分片的內存使用率遠超其他數據分片，無法使數據分片的內存資源達到均衡。另外也可能造成Redis內存達到maxmemory參數定義的上限導致重要的key被逐出，甚至引發內存溢出。
3. 大key產生的原因
- 業務設計不合理。這是最常見的原因，不應該把大量數據存儲在一個key中，而應該分散到多個key。例如：把全國數據按照省行政區拆分成34個key，或者按照城市拆分成300個key，可以進一步降低產生大key的概率。
- 沒有預見value的動態增長問題。如果一直添加value數據，沒有刪除機制、過期機制或者限制數量，遲早出現大key。例如：微博明星的粉絲列表、熱門評論等。
- 過期時間設置不當。如果沒有給某個key設置過期時間，或者過期時間設置較長。隨著時間推移，value數量快速累積，最終形成大key。
- 程序bug。某些異常情況導致某些key的生命周期超出預期，或者value數量異常增長 ，也會產生大key。
4. 怎樣排查大key
4.1 SCAN命令
通過使用Redis的SCAN命令，我們可以逐步遍歷數據庫中的所有Key。結合其他命令（如STRLEN、LLEN、SCARD、HLEN等），我們可以識別出大Key。SCAN命令的優勢在于它可以在不阻塞Redis實例的情況下進行遍歷。
4.2 bigkeys參數
使用redis-cli命令客戶端，連接Redis服務的時候，加上 —bigkeys 參數，可以掃描每種數據類型數量最大的key。
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 —bigkeys
4.3 Redis RDB Tools工具
使用開源工具Redis RDB Tools，分析RDB文件，掃描出Redis大key。
例如：輸出占用內存大于1kb，排名前3的keys。
rdb —commond memory —bytes 1024 —largest 3 dump.rbd
5. 怎么解決大key
- 拆分成多個小key。這是最容易想到的辦法，降低單key的大小，讀取可以用mget批量讀取。
- 數據壓縮。使用String類型的時候，使用壓縮算法減少value大小。或者是使用Hash類型存儲，因為Hash類型底層使用了壓縮列表數據結構。
- 設置合理的過期時間。為每個key設置過期時間，并設置合理的過期時間，以便在數據失效后自動清理，避免長時間累積的大Key問題。
- 啟用內存淘汰策略。啟用Redis的內存淘汰策略，例如LRU（Least Recently Used，最近最少使用），以便在內存不足時自動淘汰最近最少使用的數據，防止大Key長時間占用內存。
- 數據分片。例如使用Redis Cluster將數據分散到多個Redis實例，以減輕單個實例的負擔，降低大Key問題的風險。
- 刪除大key。使用UNLINK命令刪除大key，UNLINK命令是DEL命令的異步版本，它可以在后臺刪除Key，避免阻塞Redis實例。
6. 總結
大Key問題是Redis中常見的問題之一，可能導致性能下降、內存占用過高、阻塞其他操作以及主從同步延遲等問題。本文詳細介紹了大Key產生的原因、影響、檢測方法和解決方案。通過優化數據結構設計、設定合理的數據過期策略、優化系統架構和配置，以及漸進式刪除大Key等方法，我們可以有效地解決和預防大Key問題，從而提高Redis系統的穩定性和性能。
