Redis大Key优化（大对象优化）总结
Redis 大key
Redis使用过程中经常会有各种大key的情况， 比如：
- 单个简单的key存储的value很大
- hash， set，zset，list 中存储过多的元素（以万为单位）
由于redis是单线程运行的，如果一次操作的value很大会对整个redis的响应时间造成负面影响，所以，业务上能拆则拆，下面举几个典型的分拆方案。
业务场景：
即通过hash的方式来存储每一天用户订单次数。那么key = order_20181010, field = order_id, value = 10。那么如果一天有百万千万甚至上亿订单的时候，key后面的值是很多，存储空间也很大，造成所谓的大key。
大key的风险：
- 读写大key会导致超时严重，甚至阻塞服务。
- 如果删除大key，DEL命令可能阻塞Redis进程数十秒，使得其他请求阻塞，对应用程序和Redis集群可用性造成严重的影响。
- 建议每个key不要超过M级别。
单个简单的key存储的value很大
改对象需要每次都整存整取
可以尝试将对象分拆成几个key-value， 使用multiGet获取值，这样分拆的意义在于分拆单次操作的压力，将操作压力平摊到多个redis实例中，降低对单个redis的IO影响；
该对象每次只需要存取部分数据
可以像第一种做法一样，分拆成几个key-value， 也可以将这个存储在一个hash中，每个field代表一个具体的属性，使用hget,hmget来获取部分的value，使用hset，hmset来更新部分属性
hash， set，zset，list 中存储过多的元素
类似于场景一种的第一个做法，可以将这些元素分拆。以hash为例，原先的正常存取流程是 hget(hashKey, field) ; hset(hashKey, field, value)，现在，固定一个桶的数量，比如 10000， 每次存取的时候，先在本地计算field的hash值，模除 10000， 确定了该field落在哪个key上。
newHashKey = hashKey + (*hash*(field) % 10000）;
hset (newHashKey, field, value) ;
hget(newHashKey, field)
set, zset, list 也可以类似上述做法。但有些不适合的场景，比如，要保证 lpop 的数据的确是最早push到list中去的，这个就需要一些附加的属性，或者是在 key的拼接上做一些工作（比如list按照时间来分拆）。
如何优雅地删除Redis大键
关于Redis大键(Key)，我们从[空间复杂性]和访问它的[时间复杂度]两个方面来定义大键。
前者主要表示Redis键的占用内存大小；后者表示Redis集合数据类型(set/hash/list/sorted set)键，所含有的元素个数。以下两个示例：
1个大小200MB的String键(String Object最大512MB)；内存空间角度占用较大
1个包含100000000(1kw)个字段的Hash键，对应访问模式(如hgetall)时间复杂度高
因为内存空间复杂性处理耗时都非常小，测试 del 200MB String键耗时约1毫秒，而删除一个含有1kw个字段的Hash键，却会阻塞Redis进程数十秒。所以本文只从时间复杂度分析大的集合类键。删除这种大键的风险，以及怎么优雅地删除。在Redis集群中，应用程序尽量避免使用大键；直接影响容易导致集群的容量和请求出现”倾斜问题“，具体分析见文章：redis-cluster-imbalance。但在实际生产过程中，总会有业务使用不合理，出现这类大键；当DBA发现后推进业务优化改造，然后删除这个大键；如果直接删除它，DEL命令可能阻塞Redis进程数十秒，对应用程序和Redis集群可用性造成严重的影响。
直接删除大Key的风险
DEL命令在删除单个集合类型的Key时，命令的时间复杂度是O(M)，其中M是集合类型Key包含的元素个数。生产环境中遇到过多次因业务删除大Key，导致Redis阻塞，出现故障切换和应用程序雪崩的故障。测试删除集合类型大Key耗时，一般每秒可清理100w~数百w个元素; 如果数千w个元素的大Key时，会导致Redis阻塞上10秒。可能导致集群判断Redis已经故障，出现故障切换；或应用程序出现雪崩的情况。
说明：Redis是单线程处理。
单个耗时过大命令，导致阻塞其他命令，容易引起应用程序雪崩或Redis集群发生故障切换。
所以避免在生产环境中使用耗时过大命令。
Redis删除大的集合键的耗时, 测试估算，可参考；和硬件环境、Redis版本和负载等因素有关：
| Key类型 | Item数量 | 耗时 |
|---|---|---|
| Hash | ~100万 | ~1000ms |
| List | ~100万 | ~1000ms |
| Set | ~100万 | ~1000ms |
| Sorted Set | ~100万 | ~1000ms |
当我们发现集群中有大key时，要删除时，如何优雅地删除大Key？
如何优雅地删除各类大Key
从Redis2.8版本开始支持SCAN命令，通过m次时间复杂度为O(1)的方式，遍历包含n个元素的大key。这样避免单个O(n)的大命令，导致Redis阻塞。 这里删除大key操作的思想也是如此。
Delete Large Hash Key
通过hscan命令，每次获取500个字段，再用hdel命令，每次删除1个字段。
Python代码：
def del_large_hash(): r = redis.StrictRedis(host='redis-host1', port=6379) large_hash_key ="xxx" #要删除的大hash键名 cursor = '0' while cursor != 0: cursor, data = r.hscan(large_hash_key, cursor=cursor, count=500) for item in data.items(): r.hdel(large_hash_key, item[0])
Delete Large Set Key
删除大set键，使用sscan命令，每次扫描集合中500个元素，再用srem命令每次删除一个键
Python代码：
def del_large_set(): r = redis.StrictRedis(host='redis-host1', port=6379) large_set_key = 'xxx' # 要删除的大set的键名 cursor = '0' while cursor != 0: cursor, data = r.sscan(large_set_key, cursor=cursor, count=500) for item in data: r.srem(large_size_key, item)
Delete Large List Key
删除大的List键，未使用scan命令； 通过ltrim命令每次删除少量元素。
Python代码：
def del_large_list(): r = redis.StrictRedis(host='redis-host1', port=6379) large_list_key = 'xxx' #要删除的大list的键名 while r.llen(large_list_key)>0: r.ltrim(large_list_key, 0, -101) #每次只删除最右100个元素
Delete Large Sorted set key
删除大的有序集合键，和List类似，使用sortedset自带的zremrangebyrank命令,每次删除top 100个元素。
Python代码：
def del_large_sortedset(): r = redis.StrictRedis(host='large_sortedset_key', port=6379) large_sortedset_key='xxx' while r.zcard(large_sortedset_key)>0: r.zremrangebyrank(large_sortedset_key,0,99)#时间复杂度更低 , 每次删除O(log(N)+100)
Redis Lazy Free
应该从3.4版本开始，Redis会支持lazy delete free的方式，删除大键的过程不会阻塞正常请求。查看《Redis4.0新特性 -Lazy Free》
参考博客：
https://blog.csdn.net/u013474436/article/details/88808914
