Redis面试题之大key问题

在Redis中，对于大key并没有标准的定义，更多的是根据业务而定，如果一个key对应的value所占用的内存比较大，那这个key就可以看作是大key。通常对于大key的定义，有如下两种情况：

1、String类型的value对内存的占用超过一定大小。

2、复合类型（List、Hash、Set、Sorted Set 等）的value包含的元素超过一定数量。

要检测Redis中的大key，可以使用Redis自身的cli命令，也可以使用第三方的一些工具来检测(redis-rdb-tools、rdb_bigkeys、云产品提供的监控工具)。使用下面的命令，Redis会帮我们罗列出当前缓存中的大key，但并不是所有的大key。

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 --bigkeys

这里需要注意的是，在一些集合类型中，如果key的数量比较多，并非是大key。大key最终的判断标准还是在于对内存的占用。使用Redis自带的工具，当同一种类型存在多个大key时，Redis只会返回占用内存最大的key。

大key原因：对于Redis中的大key存在的原因，可能有多种，这里总结几种常见的因素。

1、程序设计不当，例如使用String类型存储较大的文件数据。例如存储图片二进制的格式。

2、对业务数据规模的考虑不周，例如未预见到集合类型数据量的快速增长，随着系统运行的时间越长，集合内的元素不断增加。

3、未及时清理垃圾数据，例如哈希中堆积了大量无用的键值对，这种无效数据占用大量的内存。

4、存储大量数据的容器，例如list、set等。

5、大型数据结构，例如bitmap、hyperloglog数据类型来存储数据，随着业务的不断增加，对应的数据存储越来越多。

大key影响：针对大key的问题，在一些高并发、大流量的业务系统中，影响是非常大，因此我们在开发过程中应该重点关注该问题，这里总结常见的几种影响。

1、内存消耗：大key占用大量内存，可能导致Redis实例内存不足。

2、性能下降：操作大key会导致命令执行时间增加。

3、持久化和备份：大key处理时间增加，可能导致Redis持久化效率降低。

4、网络延迟：大key传输消耗较多网络带宽和时间，影响客户端响应时间。

大key解决方案：针对大key的问题，这里罗列几种常见的解决方案。

1、拆分大key：将一个大key拆分为多个小key，例如将大的列表或哈希表拆分成多个小的。

2、对象压缩：使用压缩算法减小对象的大小。

3、直接删除：使用UNLINK命令异步删除大key（Redis 4.0+）。

4、采用合适的数据结构：例如，对于统计UV可以使用HyperLogLog，对于状态信息可以使用Bitmap。

5、开启lazy-free（惰性删除/延迟释放）：Redis 4.0引入的特性，异步延迟释放key使用的内存，避免阻塞主线程

。

6、使用Redis集群：通过分片技术将数据分散到多个节点上，实现水平扩展。

7、定期监控和清理：定期监控Redis实例中的大key，并根据需要进行清理。