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Redis過期：多線程架構(gòu)優(yōu)化
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隨著企業(yè)應(yīng)用場景越來越多，Redis已成為許多公司的首選緩存系統(tǒng)。但是在高并發(fā)環(huán)境下，Redis過期機制的性能問題也被越來越多的人所關(guān)注。本文介紹一種多線程架構(gòu)的優(yōu)化方案，以提高Redis過期機制的性能表現(xiàn)。
Redis的過期機制
Redis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個鍵值對都可以設(shè)置一個過期時間，當時間到期后，該鍵值對將被自動刪除，這就是Redis過期機制。此外，用戶也可以手動刪除某個鍵值對。
默認情況下，Redis使用一種“惰性刪除”方式來實現(xiàn)過期機制，即延遲到讀取鍵值對時去檢查過期并進行刪除。因此，在高并發(fā)環(huán)境下，大量的讀寫操作會影響Redis的性能，并導(dǎo)致相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。其中，較為明顯的是，每次過期檢查是由主線程單線程執(zhí)行的，無法充分利用CPU多核心資源。
優(yōu)化方案
為了解決這個問題，我們可以采用多線程架構(gòu)來優(yōu)化Redis的過期機制。原理就是將主線程與過期時間監(jiān)控和刪除任務(wù)拆分開來，由多個子線程來執(zhí)行監(jiān)控和刪除任務(wù)。
多線程架構(gòu)示意圖：
![圖1][1]
代碼實現(xiàn)
通過Java線程池，可輕松實現(xiàn)此多線程架構(gòu)的編碼。
我們創(chuàng)建一個ScheduledThreadPoolExecutor線程池，設(shè)置核心線程數(shù)、最大線程數(shù)、線程活動保持時間、阻塞隊列并定義任務(wù)。
“`java
int corePoolSize = Runtime.getRuntime().avlableProcessors();//核心線程數(shù)
ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize * 2 + 1,
new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat(“redis-expired-pool-%d”).build(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
executor.setMaximumPoolSize(corePoolSize * 4);//最大線程數(shù)
executor.setKeepAliveTime(60L, TimeUnit.SECONDS);//線程活動保持時間
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
BlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(corePoolSize * 8);//阻塞隊列
接下來，我們創(chuàng)建一個Redis過期監(jiān)控任務(wù)RedisExpiredListener，通過 Jedis.blpop指令從阻塞隊列中獲取數(shù)據(jù)，并將其放入線程池中。值得注意的是，為了保證任務(wù)的連續(xù)執(zhí)行，此處設(shè)置了一個死循環(huán)。
```java
public class RedisExpiredListener extends Thread{
private ThreadPoolExecutor threadPool;
private int BatchSize = 500;
private String queue = KeysUtils.getRedisExpiredMonitorTopic();
private Jedis jedis = RedisUtils.getJedis();
public RedisExpiredListener(){
threadPool = ThreadPoolUtils.getScheduledThreadPoolExecutor();
}
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
List list = jedis.blpop(0, queue.getBytes());
if (list == null || list.isEmpty()) {
continue;
}
threadPool.execute(new RedisExpireKeyTask(jedis, BatchSize));
}
} finally {
RedisUtils.returnResource(jedis);
}
}
}
接著，我們創(chuàng)建一個Redis過期刪除任務(wù)RedisExpireKeyTask，來刪除在過期時間范圍內(nèi)的鍵值對。
“`java
public class RedisExpireKeyTask implements Runnable {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisExpireKeyTask.class);
private Jedis jedis;
private int batchSize = 500;
public RedisExpireKeyTask(Jedis jedis, int batchSize) {
this.jedis = jedis;
this.batchSize = batchSize;
}
@Override
public void run() {
try {
long start = 0, end = 0;
do {
start = end + 1;
end = start + batchSize – 1;
ScanResult scanResult = jedis.scan(String.valueOf(start), new ScanParams().match(“*”).count(batchSize));
List keys = scanResult.getResult();
for (String key : keys) {
try {
if (jedis.ttl(key)
//刪除鍵值對
jedis.del(key);
}
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
}
}
end = Long.parseLong(scanResult.getStringCursor());
} while (end > start);
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
}
}
}
在啟動 RedisExpiredListener 監(jiān)聽之后，當 Redis 中某個鍵值對的過期時間達到后，會向 RedisExpiredListener 監(jiān)控主題推送一條過期消息，RedisExpiredListener 監(jiān)聽到該消息之后，將該任務(wù)提交到線程池中，由線程池中的執(zhí)行器來執(zhí)行任務(wù)。
總結(jié)
通過采用多線程架構(gòu)，我們可以很好地解決Redis過期機制的性能問題，將過期時間監(jiān)控和刪除任務(wù)拆分開來，充分利用CPU多核心資源，從而提升Redis的性能表現(xiàn)。在實際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景和硬件配置，適當調(diào)整線程池的各種參數(shù)，以達到最優(yōu)的效果。
[1]: https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/s0or7jse.png
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新聞來源：http://www.dlmjj.cn/article/dhsddhp.html
