阿里云Redis开发规范

本文介绍了在使用阿里云 Redis 的开发规范，从键值设计、命令使用、客户端使用、相关工具等方面进行说明，通过本文的介绍可以减少使用 Redis 过程带来的问题。

一、键值设计

1. key 名设计

• (1)【建议】: 可读性和可管理性

以业务名 (或数据库名) 为前缀 (防止 key 冲突)，用冒号分隔，比如业务名: 表名:id

  ugc:video:1

• (2)【建议】：简洁性

保证语义的前提下，控制 key 的长度，当 key 较多时，内存占用也不容忽视，例如：

user:{uid}:friends:messages:{mid}简化为 u:{uid}:fr:m:{mid}。

• (3)【强制】：不要包含特殊字符

反例：包含空格、换行、单双引号以及其他转义字符

2. value 设计

• (1)【强制】：拒绝 bigkey(防止网卡流量、慢查询)

string 类型控制在 10KB 以内，hash、list、set、zset 元素个数不要超过 5000。

反例：一个包含 200 万个元素的 list。

非字符串的 bigkey，不要使用 del 删除，使用 hscan、sscan、zscan 方式渐进式删除，同时要注意防止 bigkey 过期时间自动删除问题 (例如一个 200 万的 zset 设置 1 小时过期，会触发 del 操作，造成阻塞，而且该操作不会不出现在慢查询中 (latency 可查))，查找方法和删除方法

• (2)【推荐】：选择适合的数据类型。

例如：实体类型 (要合理控制和使用数据结构内存编码优化配置, 例如 ziplist，但也要注意节省内存和性能之间的平衡)

反例：

set user:1:name tom
set user:1:age 19
set user:1:favor football

正例:

hmset user:1 name tom age 19 favor football

3.【推荐】：控制 key 的生命周期，redis 不是垃圾桶。

建议使用 expire 设置过期时间 (条件允许可以打散过期时间，防止集中过期)，不过期的数据重点关注 idletime。

二、命令使用

1.【推荐】 O(N) 命令关注 N 的数量

例如 hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter 等并非不能使用，但是需要明确 N 的值。有遍历的需求可以使用 hscan、sscan、zscan 代替。

2.【推荐】：禁用命令

禁止线上使用 keys、flushall、flushdb 等，通过 redis 的 rename 机制禁掉命令，或者使用 scan 的方式渐进式处理。

3.【推荐】合理使用 select

redis 的多数据库较弱，使用数字进行区分，很多客户端支持较差，同时多业务用多数据库实际还是单线程处理，会有干扰。

4.【推荐】使用批量操作提高效率

原生命令：例如 mget、mset。
非原生命令：可以使用 pipeline 提高效率。

但要注意控制一次批量操作的元素个数(例如 500 以内，实际也和元素字节数有关)。

注意两者不同：

原生是原子操作，pipeline 是非原子操作。
pipeline 可以打包不同的命令，原生做不到
pipeline 需要客户端和服务端同时支持。

5.【建议】Redis 事务功能较弱，不建议过多使用

Redis 的事务功能较弱 (不支持回滚)，而且集群版本 (自研和官方) 要求一次事务操作的 key 必须在一个 slot 上 (可以使用 hashtag 功能解决)

6.【建议】Redis 集群版本在使用 Lua 上有特殊要求：

• 1. 所有 key 都应该由 KEYS 数组来传递，redis.call/pcall 里面调用的 redis 命令，key 的位置，必须是 KEYS array, 否则直接返回 error，"-ERR bad lua script for redis cluster, all the keys that the script uses should be passed using the KEYS array"

• 2. 所有 key，必须在 1 个 slot 上，否则直接返回 error, “-ERR eval/evalsha command keys must in same slot”

7.【建议】必要情况下使用 monitor 命令时，要注意不要长时间使用。

三、客户端使用

1.【推荐】

避免多个应用使用一个 Redis 实例

正例：不相干的业务拆分，公共数据做服务化。

2.【推荐】

使用带有连接池的数据库，可以有效控制连接，同时提高效率，标准使用方式：

执行命令如下：
Jedis jedis = null;
try {
    jedis = jedisPool.getResource();
// 具体的命令
    jedis.executeCommand()
} catch (Exception e) {
    logger.error("op key {} error: " + e.getMessage(), key, e);
} finally {
// 注意这里不是关闭连接，在 JedisPool 模式下，Jedis 会被归还给资源池。
if (jedis != null) 
        jedis.close();
}

3.【建议】

高并发下建议客户端添加熔断功能 (例如 netflix hystrix)

4.【推荐】

设置合理的密码，如有必要可以使用 SSL 加密访问（阿里云 Redis 支持）

5.【建议】

根据自身业务类型，选好 maxmemory-policy(最大内存淘汰策略)，设置好过期时间。

默认策略是 volatile-lru，即超过最大内存后，在过期键中使用 lru 算法进行 key 的剔除，保证不过期数据不被删除，但是可能会出现 OOM 问题。

其他策略如下：

• allkeys-lru：根据 LRU 算法删除键，不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空间为止。

• allkeys-random：随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。

• volatile-random: 随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。

• volatile-ttl：根据键值对象的 ttl 属性，删除最近将要过期数据。如果没有，回退到 noeviction 策略。

• noeviction：不会剔除任何数据，拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息 "(error) OOM command not allowed when used memory"，此时 Redis 只响应读操作。

四、相关工具

1.【推荐】：数据同步

redis 间数据同步可以使用：redis-port

2.【推荐】：big key 搜索

redis 大 key 搜索脚本

import sys
import redis

def check_big_key(r, k):
  bigKey = False
  length = 0
try:
    type = r.type(k)
if type == "string":
      length = r.strlen(k)
elif type == "hash":
      length = r.hlen(k)
elif type == "list":
      length = r.llen(k)
elif type == "set":
      length = r.scard(k)
elif type == "zset":
      length = r.zcard(k)
except:
return
if length > 10240:
    bigKey = True
if bigKey :
print db,k,type,length

def find_big_key_normal(db_host, db_port, db_password, db_num):
  r = redis.StrictRedis(host=db_host, port=db_port, password=db_password, db=db_num)
for k in r.scan_iter(count=1000):
    check_big_key(r, k)

def find_big_key_sharding(db_host, db_port, db_password, db_num, nodecount):
  r = redis.StrictRedis(host=db_host, port=db_port, password=db_password, db=db_num)
  cursor = 0
for node in range(0, nodecount) :
while True:
      iscan = r.execute_command("iscan",str(node), str(cursor), "count", "1000")
for k in iscan[1]:
        check_big_key(r, k)
      cursor = iscan[0]
print cursor, db, node, len(iscan[1])
if cursor == "0":
break;
  
if \__name__\ == '__main__':
if len(sys.argv) != 4:
print 'Usage: python ', sys.argv[0], ' host port password '
     exit(1)
  db_host = sys.argv[1]
  db_port = sys.argv[2]
  db_password = sys.argv[3]
  r = redis.StrictRedis(host=db_host, port=int(db_port), password=db_password)
  nodecount = r.info()['nodecount']
  keyspace_info = r.info("keyspace")
for db in keyspace_info:
print 'check ', db, ' ', keyspace_info[db]
if nodecount > 1:
      find_big_key_sharding(db_host, db_port, db_password, db.replace("db",""), nodecount)
else:
      find_big_key_normal(db_host, db_port, db_password, db.replace("db", ""))

可以通过python find_bigkey host 6379 password来执行，支持阿里云Redis的主从版本和集群版本的大key查找，默认大key的阈值为10240，也就是对于string类型的value大于10240的认为是大key，对于list的话如果list长度大于10240认为是大key，对于hash的话如果field的数目大于10240认为是大key。另外默认该脚本每次搜索1000个key，对业务的影响比较低，不过最好在业务低峰期进行操作，避免scan命令对业务的影响。

3.【推荐】：热点 key 寻找 (内部实现使用 monitor，所以建议短时间使用)

facebook 的 redis-faina

五 附录

Hash 删除: hscan + hdel

public void delBigHash(String host, int port, String password, String bigHashKey) {
    Jedis jedis = new Jedis(host, port);
if (password != null && !"".equals(password)) {
        jedis.auth(password);
    }
    ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
String cursor = "0";
do {
        ScanResult<Entry<String, String>> scanResult = jedis.hscan(bigHashKey, cursor, scanParams);
        List<Entry<String, String>> entryList = scanResult.getResult();
if (entryList != null && !entryList.isEmpty()) {
for (Entry<String, String> entry : entryList) {
                jedis.hdel(bigHashKey, entry.getKey());
            }
        }
        cursor = scanResult.getStringCursor();
    } while (!"0".equals(cursor));
    
// 删除 bigkey
    jedis.del(bigHashKey);
}

2. List 删除: ltrim

public void delBigList(String host, int port, String password, String bigListKey) {
    Jedis jedis = new Jedis(host, port);
if (password != null && !"".equals(password)) {
        jedis.auth(password);
    }
long llen = jedis.llen(bigListKey);
int counter = 0;
int left = 100;
while (counter < llen) {
// 每次从左侧截掉 100 个
        jedis.ltrim(bigListKey, left, llen);
        counter += left;
    }
// 最终删除 key
    jedis.del(bigListKey);
}

3. Set 删除: sscan + srem

public void delBigSet(String host, int port, String password, String bigSetKey) {
    Jedis jedis = new Jedis(host, port);
if (password != null && !"".equals(password)) {
        jedis.auth(password);
    }
    ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
String cursor = "0";
do {
        ScanResult<String> scanResult = jedis.sscan(bigSetKey, cursor, scanParams);
        List<String> memberList = scanResult.getResult();
if (memberList != null && !memberList.isEmpty()) {
for (String member : memberList) {
                jedis.srem(bigSetKey, member);
            }
        }
        cursor = scanResult.getStringCursor();
    } while (!"0".equals(cursor));
    
// 删除 bigkey
    jedis.del(bigSetKey);
}