Redis 大key（bigkey）问题的排查与解决方案

bigkey 问题导致Rides集群节点内存资源耗尽

业务中遇到一个神奇的问题：Redis的一个key设置过期时间以后，这个key就消失了。通过命令行复现了这个问题：

什么是 bigkey ？

Bigkey是指当Redis 的字符串类型过大，非字符串类型元素过多。

bigkey 带来了什么危害？

1. Redis 阻塞¹ ：因为 Redis 单线程特性，如果操作某个 Bigkey 耗时比较久，则后面的请求会被阻塞。
2. 内存空间不均匀¹ ：比如在 Redis cluster 或者 codis 中，会造成节点的内存使用不均匀。
3. 过期时可能阻塞¹ ：如果 Bigkey 设置了过期时间，当过期后，这个 key 会被删除，假如没有使用 Redis 4.0 的过期异步删除，就会存在阻塞 Redis 的可能性，并且慢查询中查不到（因为这个删除是内部循环事件）。
4. 导致倾斜² ：某个实例上正好保存了 bigkey。bigkey 的 value 值很大（String 类型），或者是 bigkey 保存了大量集合元素（集合类型），会导致这个实例的数据量增加，内存资源消耗也相应增加。实例的处理压力就会增大，速度变慢，甚至还可能会引起这个实例的内存资源耗尽，从而崩溃。

如何排查 Redis 的 bigkey？

Redis 可以在执行 redis-cli 命令时带上–bigkeys 选项，进而对整个数据库中的键值对大小情况进行统计分析，比如说，统计每种数据类型的键值对个数以及平均大小。此外，这个命令执行后，会输出每种数据类型中最大的 bigkey 的信息，对于 String 类型来说，会输出最大 bigkey 的字节长度，对于集合类型来说，会输出最大 bigkey 的元素个数，如下所示：``。

redis-cli -h xxxxxx.redis.rds.aliyuncs.com -a shiliName:password --bigkeys

# Scanning the entire keyspace to find biggest keys as well as
# average sizes per key type.  You can use -i 0.1 to sleep 0.1 sec
# per 100 SCAN commands (not usually needed).


[00.00%] Biggest string found so far 'comment_video_commentInfos_1480216061_1921681272_19620_104338970_203_55' with 419 bytes
.
.
.
[97.13%] Biggest string found so far 'apiFindSetAll:' with 400577 bytes

-------- summary -------

Sampled 22748641 keys in the keyspace!
Total key length in bytes is 810624573 (avg len 35.63)

Biggest string found 'apiFindSetAll:' has 400577 bytes
Biggest   list found 'bbb/xxx:0' has 9737534 items
Biggest    set found 'vl_mixxx:im:xxx_history_members:live-chat-23201' has 3989 members
Biggest   hash found 'xxx::iblue::group::star::listInfo' has 5063 fields
Biggest   zset found 'xxxx:data_id:260917' has 30649 members

22627532 strings with 4682556354 bytes (99.47% of keys, avg size 206.94)
103 lists with 10110292 items (00.00% of keys, avg size 98158.17)
12668 sets with 36132 members (00.06% of keys, avg size 2.85)
16328 hashs with 44235 fields (00.07% of keys, avg size 2.71)
92010 zsets with 510359 members (00.40% of keys, avg size 5.55)

bigkey 怎么处理？

1. 删除 bigkey ² ：不过，异步删除操作是 Redis 4.0 以后才有的功能，如果你使用的是 4.0 之前的版本，当你遇到 bigkey 删除时，我给你个小建议：先使用集合类型提供的 SCAN 命令读取数据，然后再进行删除。因为用 SCAN 命令可以每次只读取一部分数据并进行删除，这样可以避免一次性删除大量 key 给主线程带来的阻塞。例如，对于 Hash 类型的 bigkey 删除，你可以使用 HSCAN 命令，每次从 Hash 集合中获取一部分键值对（例如 200 个），再使用 HDEL 删除这些键值对，这样就可以把删除压力分摊到多次操作中，那么，每次删除操作的耗时就不会太长，也就不会阻塞主线程了。如果删除模糊匹配的key，可以用命令：

redis-cli -h xxx.redis.rds.aliyuncs.com -a redisName:redisPassword keys “pattern*” | xargs redis-cli -h xxx.redis.rds.aliyuncs.com -a redisName:redisPassword del

3. 拆分¹：有时也可以考虑对 Bigkey 进行拆分，具体方法如下：对于 string 类型的 Bigkey，可以考虑拆分成多个 key-value。对于 hash 或者 list 类型，可以考虑拆分成多个 hash 或者 list。
4. 不用Redis:Redis对于长文本不是最优的，可考虑文档型数据库如：MongoDB等

---

1. Redis 运维实战 第06期：Bigkey ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

2. Redis核心技术与实战. ↩︎ ↩︎