Redis 禁用O(n) 复杂度方法

某公司技术部发生2起本年度PO级特大事故，造成公司资金损失400万，原因如下：

由于工程师直接操作上线redis，执行：

keys * wxdb（此处省略）cf8*

这样的命令，导致redis锁住，导致CPU飙升，引起所有支付链路卡住，等十几秒结束后，所有的请求流量全部挤压到了rds数据库中，使数据库产生了雪崩效应，发生了数据库宕机事件。

redis开发规范中有一条铁律如下所示：

线上Redis禁止使用Keys正则匹配操作！

线上执行正则匹配操作，引起缓存雪崩，最终数据库宕机的原因:

1、redis是单线程的，其所有操作都是原子的，不会因并发产生数据异常；

2、使用高耗时的Redis命令是很危险的，会占用唯一的一个线程的大量处理时间，导致所有的请求都被拖慢。（例如时间复杂度为O(N)的KEYS命令，严格禁止在生产环境中使用）；

有上面两句作铺垫，原因就显而易见了！

运维人员进行keys *操作，该操作比较耗时，又因为redis是单线程的，所以redis被锁住；

此时QPS比较高，又来了几万个对redis的读写请求，因为redis被锁住，所以全部Hang在那；

因为太多线程Hang在那，CPU严重飙升，造成redis所在的服务器宕机；

所有的线程在redis那取不到数据，一瞬间全去数据库取数据，数据库就宕机了；

需要注意的是，同样危险的命令不仅有keys *，还有以下几组：

FLUSHALL  清空整个 Redis 服务器的数据(删除所有数据库的所有 key )。
FLUSHDB   清空当前数据库中的所有 key。
CONFIG SET  调整 Redis 服务器的配置(configuration)而无须重启。

因此，一个合格的redis运维或者开发，应该懂得如何禁用上面的命令。所以我一直觉得出现新闻中那种情况的原因，一般是人员的水平问题。

如何禁用redis命令

就是在redis.conf中，在SECURITY这一项中，我们新增以下命令：

rename-command FLUSHALL ""
rename-command FLUSHDB ""
rename-command KEYS ""
rename-command CONFIG ""

另外，对于FLUSHALL命令，需要设置配置文件中appendonly no，否则服务器是无法启动。

注意了，上面的这些命令可能有遗漏，大家可以查官方文档。除了Flushdb这类和redis安全隐患有关的命令意外，但凡发现时间复杂度为O(N)的命令，都要慎重，不要在生产上随便使用。例如hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter等命令，它们并非不能使用，但这些命令的时间复杂度都为O(N)，使用这些命令需要明确N的值，否则也会出现缓存宕机。

删除大键

关于Redis大键(Key)，我们从[空间复杂性]和访问它的[时间复杂度]两个方面来定义大键。

1个大小200MB的String键(String Object最大512MB)；内存空间角度占用较大
1个包含100000000(1kw)个字段的Hash键，对应访问模式(如hgetall)时间复杂度高

因为内存空间复杂性处理耗时都非常小，测试 del 200MB String键耗时约1毫秒，
而删除一个含有1kw个字段的Hash键，却会阻塞Redis进程数十秒。
若直接删除一个大键，也会面临上面的阻塞问题。

注意

redis的key设置过期时间，过期删除相当于del也会阻塞线程。所以大key不能直接设置过期时间删除

改良建议

业内建议使用scan命令来改良keys和SMEMBERS命令：

Redis2.8版本以后有了一个新命令scan，可以用来分批次扫描redis记录，这样肯定会导致整个查询消耗的总时间变大，但不会影响redis服务卡顿，影响服务使用。

具体使用，大家详情可以自己查阅下面这份文档：

http://doc.redisfans.com/key/scan.html

代码实例：

# php redis 扩展
$redis = new Redis();
$redis->connect(config('database.redis.default.host'), config('database.redis.default.port'));
$redis->auth(config('database.redis.default.password'));
$redis->select(config('database.redis.default.database'));
$redis->setOption(Redis::OPT_SCAN, Redis::SCAN_RETRY);
$it = NULL;
while($arr_keys = $redis->hScan($Key, $it)) {
    foreach($arr_keys as $str_field => $str_value) {
          //TODO  
    }
}

# laravel  predis 驱动

$it = NULL;
while($arr_keys = Redis::hScan($Key, $it)) {
    foreach($arr_keys[1] as $str_field => $str_value) {
        //TODO

    }
    $it = $arr_keys[0];
    if($arr_keys[0] == 0){
        break;
    }
}

$it = NULL;
while ($arr_keys = Redis::SScan('key', $it)) {
    foreach ($arr_keys[1] as $str_field => $str_value) {
        Redis::del($str_value);
    }
    $it = $arr_keys[0];
    if($arr_keys[0] == 0){
        break;
    }
}

引用链接

[1] http://doc.redisfans.com/key/scan.html: http://doc.redisfans.com/key/scan.html

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