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Redis過(guò)期：多線程架構(gòu)優(yōu)化
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隨著企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)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(guò)期機(jī)制的性能問題也被越來(lái)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(guò)期機(jī)制的性能表現(xiàn)。
Redis的過(guò)期機(jī)制
Redis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)鍵值對(duì)都可以設(shè)置一個(gè)過(guò)期時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到期后，該鍵值對(duì)將被自動(dòng)刪除，這就是Redis過(guò)期機(jī)制。此外，用戶也可以手動(dòng)刪除某個(gè)鍵值對(duì)。
默認(rèn)情況下，Redis使用一種“惰性刪除”方式來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)期機(jī)制，即延遲到讀取鍵值對(duì)時(shí)去檢查過(guò)期并進(jìn)行刪除。因此，在高并發(fā)環(huán)境下，大量的讀寫操作會(huì)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(guò)期檢查是由主線程單線程執(zhí)行的，無(wú)法充分利用CPU多核心資源。
優(yōu)化方案
為了解決這個(gè)問題，我們可以采用多線程架構(gòu)來(lái)優(yōu)化Redis的過(guò)期機(jī)制。原理就是將主線程與過(guò)期時(shí)間監(jiān)控和刪除任務(wù)拆分開來(lái)，由多個(gè)子線程來(lái)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(shí)現(xiàn)
通過(guò)Java線程池，可輕松實(shí)現(xiàn)此多線程架構(gòu)的編碼。
我們創(chuàng)建一個(gè)ScheduledThreadPoolExecutor線程池，設(shè)置核心線程數(shù)、最大線程數(shù)、線程活動(dòng)保持時(shí)間、阻塞隊(duì)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(dòng)保持時(shí)間
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
BlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(corePoolSize * 8);//阻塞隊(duì)列
接下來(lái)，我們創(chuàng)建一個(gè)Redis過(guò)期監(jiān)控任務(wù)RedisExpiredListener，通過(guò) Jedis.blpop指令從阻塞隊(duì)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(gè)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(gè)Redis過(guò)期刪除任務(wù)RedisExpireKeyTask，來(lái)刪除在過(guò)期時(shí)間范圍內(nèi)的鍵值對(duì)。
“`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(duì)
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(dòng) RedisExpiredListener 監(jiān)聽之后，當(dāng) Redis 中某個(gè)鍵值對(duì)的過(guò)期時(shí)間達(dá)到后，會(huì)向 RedisExpiredListener 監(jiān)控主題推送一條過(guò)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(lái)執(zhí)行任務(wù)。
總結(jié)
通過(guò)采用多線程架構(gòu)，我們可以很好地解決Redis過(guò)期機(jī)制的性能問題，將過(guò)期時(shí)間監(jiān)控和刪除任務(wù)拆分開來(lái)，充分利用CPU多核心資源，從而提升Redis的性能表現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和硬件配置，適當(dāng)調(diào)整線程池的各種參數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)的效果。
[1]: https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/s0or7jse.png
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文章題目：Redis過(guò)期多線程架構(gòu)優(yōu)化（redis過(guò)期多線程）
新聞來(lái)源：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhsddhp.html
