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Redis热点访问那些事儿,怎么分析又能咋优化才靠谱

说到Redis热点访问,这确实是让很多开发者头疼的问题,热点问题就像一家网红奶茶店,突然所有人都涌向同一个柜台点单,导致那个柜台的服务员(也就是Redis的某个实例或某个CPU核心)忙得不可开交,而其他柜台却闲着,结果就是,整个店铺的运营速度被这个最忙的柜台拖慢了,排起了长队,下面我们就来聊聊这事儿怎么分析,又该怎么优化。

第一部分:怎么发现热点?—— 不能光靠猜

你得知道热点在哪,不能感觉系统慢了,就拍脑袋说是Redis的锅,更别说具体到哪个数据是热点了,这里有几个实用的方法,很多都来自Redis官方的建议和社区的实践经验。

  1. 监控命令耗时: 这是最直接的方法,使用像redis-cli自带的--stat命令,或者更详细的INFO commandstats命令,可以查看所有命令的执行次数和总耗时,如果某个命令的调用次数或总耗时远远高于其他命令,那它服务的键就很可能是热点,这就好比你看奶茶店的销售报表,发现“珍珠奶茶”这一项的订单量是其他的十倍,那做珍珠奶茶的原料区和制作员就是热点。

  2. Redis的慢查询日志: Redis可以配置一个阈值,记录下执行时间超过这个阈值的命令,通过分析慢查询日志,你不仅能发现哪些命令慢,还能看到具体的键名,这就像奶茶店有个记录本,专门记下哪些订单处理时间超长,一翻记录本,发现都是“多加料”的珍珠奶茶订单,热点就锁定了。

  3. 使用Redis的监控工具: 市面上有很多成熟的APM(应用性能管理)工具,比如阿里云的Redis监控、腾讯云的云监控等,这些工具能图形化地展示每个数据节点的压力、每个数据类型的访问频率,甚至能智能地帮你推测出热点Key,这相当于给奶茶店装了一套智能监控系统,哪个柜台排队最长、哪个原料消耗最快,一目了然。

  4. 客户端埋点统计: 如果上述方法还不够细致,可以在业务代码里,在访问Redis之前和之后打点,记录下访问的键和耗时,这种方法最精准,但会对应用程序有一定的性能影响,一般是在问题排查阶段使用,好比给每个点单的顾客发一张调查问卷,问他们点了什么、等了多久,虽然数据准,但比较麻烦。

第二部分:找到了热点,又能咋优化?—— 对症下药才靠谱

找到热点Key之后,不能一刀切,要根据热点的不同类型采取不同的策略。

热点Key是那种需要频繁读取,但很少修改的数据。 比如商品的详情信息、网站的配置项等。

  • 优化方法:加本地缓存。 这是最有效的方法之一,在应用服务器本地(比如用Guava Cache或Caffeine)也存一份这个热点数据,当应用需要读数据时,先看本地缓存有没有,有就直接返回,没有再去找Redis,这样绝大部分请求根本不会到达Redis,压力自然就降下来了,这相当于在网红奶茶店门口开了几个自助售卖机,只卖最火的珍珠奶茶,大部分顾客在售卖机就买完走了,不用进店排队。

热点Key是那种需要频繁更新的数据。 比如社交媒体的点赞数、文章的阅读量、商品的库存等。

  • 优化方法:
    • 批量合并写: 不要每次有点赞操作都直接更新Redis,可以在应用内存里先累加,比如每累积10个赞,或者每隔1秒钟,才向Redis更新一次,这样可以大大减少写操作的次数,这就像奶茶店让顾客先把要点的东西写在纸条上,服务员每隔一分钟集中收一次纸条,而不是每个顾客都口头报一遍,服务员来回跑。
    • 使用Redis原生数据结构: 对于计数类场景,直接使用Redis的INCRHINCRBY命令,这些命令是原子操作,性能极高,比自己先读出来、加一、再写回去要高效得多。

热点Key本身很大,比如一个存储了上万条信息的Hash键。

  • 优化方法:拆分大Key。 把这个大Key按照某种规则拆分成多个小Key,比如一个存储了所有用户信息的Hash,可以按用户ID的段位拆成user:info:1~1000, user:info:1001~2000等多个小Hash,访问时先定位到具体的小Key,这就像把一家巨大的奶茶店分成几个主题档口(果茶区、奶茶区、咖啡区),分散人流,避免所有人都挤在一个大厅里。

热点过于集中,导致单个Redis实例的CPU或网络带宽达到极限。

  • 优化方法:
    • 读写分离: 如果读请求是热点,可以搭建主从复制架构,让写操作走主节点,大量的读操作分散到多个从节点上去,这相当于给奶茶店多开几个点单窗口,专门负责接单。
    • 进一步分片: 如果写请求也是热点,或者单个实例实在扛不住,那就需要对Redis数据进行分片,也就是搭建Redis Cluster集群,将数据分散到不同的实例上存储,从根本上解决单点瓶颈,这相当于直接开几家分店,把顾客流量按区域划分到不同的店里去。

处理Redis热点问题,核心思路就是“先定位,后分解”,千万别一上来就想着升级硬件或者搞复杂的集群,很多时候,通过简单的加本地缓存、批量操作、拆分大Key这些“小成本”手段,就能解决80%的热点问题,这些方法在实践中被反复证明是简单且靠谱的,只有当这些优化手段都做到位了,瓶颈依然存在时,才需要考虑读写分离或集群分片这种更重型的架构方案。

Redis热点访问那些事儿,怎么分析又能咋优化才靠谱