Redis作为一个高性能的缓存系统,在Web应用中被广泛使用,其快速、高效、可靠的优点备受青睐。
不过,之前的文章中也提到过Redis的一些操作也会导致阻塞【列举Redis十大阻塞原因分析和解决方案】,比如当处理大key时可能会出现阻塞的情况。
本文将深入分析Redis的del命令和unlink命令,在理解了它们的实现原理之后,详细阐述为什么del删除大key会导致阻塞,而unlink不会。
一、Redis的del命令
del命令的作用
del命令是Redis中用于删除键值对的命令。语法结构如下:
DEL key [key ...]
其中,参数key可以是单个键,也可以是多个键,表示要删除的键值对的键名。如果key不存在,则直接忽略。
del命令的实现原理
del命令的实现原理非常简单,它会直接将指定的键值对从内存中删除。具体流程如下:
① 根据传入的key查找相应的键值对。
② 如果找到了该键值对,则将其从内存中删除。
③ 如果传入的是多个key,则依次执行第①步和第②步。
del命令的阻塞问题
del命令是一种阻塞式操作,当需要删除的 key 比较多、value 比较大时,会占用较长时间,导致当前线程阻塞。这种情况下,其他客户端发送的请求也会被强制等待,直到删除操作完成。
为什么呢?因为Redis的内存由一块单独的 dict 结构维护,当使用 del 命令删除一个大 key 时,该 key 所对应的数据将完全存储在这个 dict 结构中。而 dict 结构是一个哈希表,删除元素的过程需要遍历所有元素,并将要删除的元素的空间释放回操作系统。如果要删除的元素比较多、数据比较大,则释放空间的操作可能非常耗时,导致整个删除过程被阻塞。
二、Redis的unlink命令
unlink命令的作用
unlink 命令是 Redis 4.0 之后增加的命令,也是用于删除键值对的命令。与 del 命令不同的是,它是异步删除,不会阻塞当前线程。语法结构如下:
UNLINK key [key ...]
其中,参数key可以是单个键,也可以是多个键,表示要删除的键值对的键名。如果key不存在,则直接忽略。
unlink命令的实现原理
unlink命令的实现原理与del命令有所不同。它并不会立即将指定的键值对从内存中删除,而是将其放入一个队列中,由后台线程负责异步删除。
具体流程如下:
① 根据传入的 key 查找相应的键值对。
② 如果找到了该键值对,则将其标记为"待删除"状态,并将其加入到一个专门用于存储待删除键值对的列表中。
③ 如果传入的是多个 key,则依次执行第①步和第②步。
unlink命令会将指定的键值对标记为"待删除"状态,并将其加入到一个专门用于存储待删除键值对的列表中,而不会立即从内存中删除。实际的删除操作是由 Redis 后台线程来负责的,在适当的时候进行异步删除。因此,在执行 unlink 命令后,key 并不会立即移除,而是等待后台线程完成异步删除操作,才会真正从内存中移除。虽然 key 没有被立即移除,但在这个过程中,如果有需要操作该key 的请求,还是会返回找不到 key 或者数据为空的结果。
unlink 一定是异步的吗?
其实 unlink 命令不一定是异步的,在 redis 的源码中有这么一段
// 惰性删除的阈值
#define LAZYFREE_THRESHOLD 64
// redis 异步删除的方法
int dbAsyncDelete(redisDb *db, robj *key) {
if (dictSize(db->expires) > 0) dictDelete(db->expires,key->ptr);
dictEntry *de = dictUnlink(db->dict,key->ptr);
if (de) {
robj *val = dictGetVal(de);
size_t free_effort = lazyfreeGetFreeEffort(val);
// val需要内存释放的空间长度超过惰性删除的阈值(64个字节),才把val放入异步线程
if (free_effort > LAZYFREE_THRESHOLD && val->refcount == 1) {
atomicIncr(lazyfree_objects,1);
bioCreateBackgroundJob(BIO_LAZY_FREE,val,NULL,NULL);
dictSetVal(db->dict,de,NULL);
}
}
if (de) {
// 删除过程,和del同步过程差不多
dictFreeUnlinkedEntry(db->dict,de);
if (server.cluster_enabled) slotToKeyDel(key->ptr);
return 1;
} else {
return 0;
}
}
由上面的源码可以看出,
1、当使用 unlink 命令时,要满足删除的 val 需要内存释放的空间长度超过惰性删除的阈值(64个字节),才把val放入异步线程;
2、unlink 的异步过程在删除 key 时,只是针对 val 的空间回收是异步的,对 key 的其它 Redis 空间回收还是同步的过程
三、del 和 unlink 的性能测试
假设我们有一个Redis实例,里面存储了100万个键值对,这些键的类型都是字符串类型,每个键的value大小均为1KB。我们可以通过性能测试来比较del和unlink命令的效率。
下面是一个示例表格,展示了删除数量从1万、5万、10万、100万时,使用del和unlink命令所需的时间(以秒为单位):
删除数量 | del命令时间 | unlink命令时间 |
1万 | 0.28 | 0.04 |
5万 | 1.36 | 0.23 |
10万 | 2.68 | 0.46 |
100万 | 29.16 | 4.00 |
从上面的测试结果可以看出,当要删除的key数量较少时,del命令和unlink命令的执行时间差别不明显;但当删除数量较多时,unlink命令的性能优势就比较明显了,可以明显减少删除操作所需的时间。
需要注意的是,这只是一个示例测试结果,实际情况可能会受到多种因素的影响,比如Redis实例的配置、硬件环境等,所以需要在实际环境中进行测试,以确定最佳的数据删除策略。
四、与 unlink 相关的 Redis 配置参数介绍
以下是几个常见的Redis配置参数,它们会影响unlink命令的执行效果:
maxmemory:这个参数定义了Redis实例能够使用的最大内存量。如果Redis的内存使用量超过了这个值,那么系统就可能会变得非常缓慢,从而影响unlink命令的执行效率。
maxmemory-policy:这个参数定义了Redis在达到最大内存限制后应该采取的策略。可选值包括noeviction、allkeys-lru和volatile-lru等。不同的策略会对unlink命令的执行效果产生不同的影响。
lazyfree-lazy-eviction:这个参数控制Redis是否启用lazy-free和lazy-eviction功能。如果开启这些功能,Redis可以异步删除键值对,从而提高unlink命令的执行效率。
activerehashing:这个参数控制Redis是否在执行rehash操作时占用主线程。如果这个参数被设置为no,则Redis会将rehash操作放到后台线程中处理,从而提高unlink命令的执行效率。
save:这个参数定义了Redis进行持久化操作的频率。如果设置得太频繁,可能会导致系统性能下降,从而影响unlink命令的执行效率。
需要注意的是,以上参数只是影响unlink命令执行效果的一部分,Redis还有许多其他参数也会对性能产生影响。因此,在实际应用中,需要根据具体情况综合考虑各种因素,以确保系统的性能和稳定性。