Redis高性能原因解析——Redis内部的阻塞式操作及应对方法

Redis被广泛使用的一个很重要的原因是它的高性能。因此我们必要要重视所有可能影响Redis性能的因素、机制以及应对方案。影响Redis性能的五大方面的潜在因素，分别是：

• Redis内部的阻塞式操作
• CPU核和NUMA架构的影响
• Redis关键系统配置
• Redis内存碎片
• Redis缓冲区

本篇文章我们主要了解Redis内部的阻塞式操作以及应对方法。

Redis实例有哪些阻塞点

在分析阻塞点前，我们先来看看和Redis实例交互的对象和操作有哪些：

• 客户端：网络IO，键值对增删改查操作，数据库操作；
• 磁盘：生成RDB快照，记录AOF日志，AOF日志重写；
• 主从节点：主库生成、传输RDB文件，从库接收RDB文件、清空数据库、加载RDB文件；
• 切片集群实例：向其他实例传输哈希槽信息，数据迁移。

这些交互操作可能会产生潜在的阻塞点。

阻塞点

• 集合全量查询和聚合操作：要重视复杂度为O(n)的操作。
• bigkey删除：删除操作的本质是要释放键值对占用的内存空间，一下子释放了大量内存，会造成Redis主线程的阻塞。
• 清空数据库：频繁删除键值对是潜在风险，清空数据库必然也是一个潜在风险。
• AOF日志同步写：一个同步写磁盘的操作的耗时大约1~2ms，如果有大量写操作需要记录到AOF日志并同步写回，就会阻塞主线程。
• 从库加载RDB文件：RDB文件越大，阻塞越久。

哪些阻塞操作可以异步执行

异步执行对操作的要求：如果一个操作 有被异步执行，意味着它不是Redis主线程的关键路径上的操作。

上面的五个阻塞点中，是关键路径操作的有：

• 集合全量查询和聚合操作；
• 从库加载RDB文件。

异步执行机制

下面我们来了解一下异步执行机制。主线程通过一个链表形式的任务队列和子线程进行交互，如下图所示：

Redis主线程启动后，会创建三个子线程来负责AOF日志写操作、键值对删除以及文件关闭的异步执行。

异步的键值对删除和数据库清空操作是Redis 4.0后提供的功能，Redis也提供了新的命令来执行这两个操作：

• 键值对删除：当你的集合类型中有大量元素（例如有百万级别或千万级别元素）需要删除时，我建议你使用UNLINK命令。
• 清空数据库：可以在FLUSHDB和FLUSHALL命令后加上ASYNC选项，这样就可以让后台子线程异步地清空数据库。例如：FLUSHDB ASYNC和FLUSHALL AYSNC。

建议

• 集合全量查询和聚合操作：可以使用SCAN命令，分批读取数据，再在客户端进行聚合计算；
• 从库加载RDB文件：把主库的数据量大小控制在2~4GB左右，以保证RDB文件能以较快的速度加载。

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