不懂别瞎搞!Redis 性能优化的 13 条军规!

Redis 是基于单线程模型实现的，也就是 Redis 是使用一个线程来处理所有的客户端请求的，尽管 Redis 使用了非阻塞式 IO，并且对各种命令都做了优化（大部分命令操作时间复杂度都是 O(1)），但由于 Redis 是单线程执行的特点，因此它对性能的要求更加苛刻，本文我们将通过一些优化手段，让 Redis 更加高效的运行。本文我们将使用以下手段，来提升 Redis 的运行速度：

1. 缩短键值对的存储长度；
2. 使用 lazy free（延迟删除）特性；
3. 设置键值的过期时间；
4. 禁用长耗时的查询命令；
5. 使用 slowlog 优化耗时命令；
6. 使用 Pipeline 批量操作数据；
7. 避免大量数据同时失效；
8. 客户端使用优化；
9. 限制 Redis 内存大小；
10. 使用物理机而非虚拟机安装 Redis 服务；
11. 检查数据持久化策略；
12. 禁用 THP 特性；
13. 使用分布式架构来增加读写速度。

1.缩短键值对的存储长度

• 内容越大需要的持久化时间就越长，需要挂起的时间越长，Redis 的性能就会越低；
• 内容越大在网络上传输的内容就越多，需要的时间就越长，整体的运行速度就越低；
• 内容越大占用的内存就越多，就会更频繁的触发内存淘汰机制，从而给 Redis 带来了更多的运行负担。

2.使用 lazy free 特性

lazyfree-lazy-eviction no
lazyfree-lazy-expire no
lazyfree-lazy-server-del no
slave-lazy-flush no

• lazyfree-lazy-eviction：表示当 Redis 运行内存超过 maxmeory 时，是否开启 lazy free 机制删除；
• lazyfree-lazy-expire：表示设置了过期时间的键值，当过期之后是否开启 lazy free 机制删除；
• lazyfree-lazy-server-del：有些指令在处理已存在的键时，会带有一个隐式的 del 键的操作，比如 rename 命令，当目标键已存在，Redis 会先删除目标键，如果这些目标键是一个 big key，就会造成阻塞删除的问题，此配置表示在这种场景中是否开启 lazy free 机制删除；
• slave-lazy-flush：针对 slave(从节点) 进行全量数据同步，slave 在加载 master 的 RDB 文件前，会运行 flushall 来清理自己的数据，它表示此时是否开启 lazy free 机制删除。

3.设置键值的过期时间

4.禁用长耗时的查询命令

• 决定禁止使用 keys 命令；
• 避免一次查询所有的成员，要使用 scan 命令进行分批的，游标式的遍历；
• 通过机制严格控制 Hash、Set、Sorted Set 等结构的数据大小；
• 将排序、并集、交集等操作放在客户端执行，以减少 Redis 服务器运行压力；
• 删除 (del) 一个大数据的时候，可能会需要很长时间，所以建议用异步删除的方式 unlink，它会启动一个新的线程来删除目标数据，而不阻塞 Redis 的主线程。

5.使用 slowlog 优化耗时命令

• slowlog-log-slower-than ：用于设置慢查询的评定时间，也就是说超过此配置项的命令，将会被当成慢操作记录在慢查询日志中，它执行单位是微秒 (1 秒等于 1000000 微秒)；
• slowlog-max-len ：用来配置慢查询日志的最大记录数。

6.使用 Pipeline 批量操作数据

public class PipelineExample {
public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
// 记录执行开始时间
long beginTime = System.currentTimeMillis();
// 获取 Pipeline 对象
        Pipeline pipe = jedis.pipelined();
// 设置多个 Redis 命令
for (int i = 0; i < 100; i++) {
            pipe.set("key" + i, "val" + i);
            pipe.del("key"+i);
        }
// 执行命令
        pipe.sync();
// 记录执行结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行耗时：" + (endTime - beginTime) + "毫秒");
    }
}

执行耗时：297毫秒

public class PipelineExample {
public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
// 记录执行开始时间
long beginTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
            jedis.set("key" + i, "val" + i);
            jedis.del("key"+i);
        }
// 记录执行结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行耗时：" + (endTime - beginTime) + "毫秒");
    }
}

执行耗时：17276毫秒

7.避免大量数据同时失效

8.客户端使用优化

9.限制 Redis 内存大小

1. noeviction：不淘汰任何数据，当内存不足时，新增操作会报错，Redis 默认内存淘汰策略；
2. allkeys-lru：淘汰整个键值中最久未使用的键值；
3. allkeys-random：随机淘汰任意键值;
4. volatile-lru：淘汰所有设置了过期时间的键值中最久未使用的键值；
5. volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的任意键值；
6. volatile-ttl：优先淘汰更早过期的键值。

1. volatile-lfu：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最少使用的键值；
2. allkeys-lfu：淘汰整个键值中最少使用的键值。

10.使用物理机而非虚拟机

11.检查数据持久化策略

• RDB（Redis DataBase，快照方式）将某一个时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘；
• AOF（Append Only File，文件追加方式），记录所有的操作命令，并以文本的形式追加到文件中；
• 混合持久化方式，Redis 4.0 之后新增的方式，混合持久化是结合了 RDB 和 AOF 的优点，在写入的时候，先把当前的数据以 RDB 的形式写入文件的开头，再将后续的操作命令以 AOF 的格式存入文件，这样既能保证 Redis 重启时的速度，又能减低数据丢失的风险。

• 通过命令行开启
• 通过修改 Redis 配置文件开启

① 通过命令行开启

② 通过修改 Redis 配置文件开启

12.禁用 THP 特性

echo never >  /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

13.使用分布式架构来增加读写速度

• 主从同步
• 哨兵模式
• Redis Cluster 集群

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