redis 内存分析工具 rma4go 简介
redis是一个很有名的内存型数据库，这里不做详细介绍。而rma4go (redis memory analyzer for golang) 是一个redis的内存分析工具，这个工具的主要作用是针对运行时期的redis进行内存的分析，统计redis中key的分布情况， 各种数据类型的使用情况，key的size，大key的数量及分布, key的过期状况分布等一些有助于定位redis使用问题的工具，希望这能够给应用开发者提供便利排查生产中所遇到的实际问题。
rma4go的应用场景
redis是目前很流行的一个内存型数据库，很多企业都在使用。 但由于业界并没有很多对于redis使用上的规范，或者是有一些规范并没有被很好的遵循， 存在很多redis使用上的问题，我这边就列举一些例子：
- redis 存用满了, 不知道key的分布情况，不知道来源于那个应用
- redis 被block了，不知道什么原因导致的block，是哪个应用里的什么key的操作导致的
- 想迁移redis数据，或者调整一些设置，但不知道要不要对redis里的数据进行保留，以及不知道什么业务在使用等
- redis的key的过期情况不明朗， 不知道哪些东西可以删除或者调整
其实上面的一些问题是我随便列举出来的一些，并不是所有的存在的问题，相信也有很多其他场景同样会用到这样的一个redis内存分析工具
rma4go
rma4go的具体功能
数据维度
对于key的分析我们这个工具会提供如下几个维度的数据：
- key的数量分布维度
- key的过期分布维度
- key的类型分布维度
- key对应的的数据的大小分布维度
- key的前缀分布维度
- 慢key与大key的维度
当然以后如果发现有更好的纬度也会添加进去，目前先以这几个纬度为主
数据类型设计
type RedisStat struct {
All KeyStat `json:"all"`
String KeyStat `json:"string"`
Hash KeyStat `json:"hash"`
Set KeyStat `json:"set"`
List KeyStat `json:"list"`
ZSet KeyStat `json:"zset"`
Other KeyStat `json:"other"`
BigKeys KeyStat `json:"bigKeys"`
}
// distributions of keys of all prefixes
type Distribution struct {
KeyPattern string `json:"pattern"`
Metrics
}
// basic metrics of a group of key
type Metrics struct {
KeyCount int64 `json:"keyCount"`
KeySize int64 `json:"keySize"`
DataSize int64 `json:"dataSize"`
KeyNeverExpire int64 `json:"neverExpire"`
ExpireInHour int64 `json:"expireInHour"` // >= 0h < 1h
ExpireInDay int64 `json:"expireInDay"` // >= 1h < 24h
ExpireInWeek int64 `json:"expireInWeek"` // >= 1d < 7d
ExpireOutWeek int64 `json:"expireOutWeek"` // >= 7d
}
实现细节
key元信息
type KeyMeta struct {
Key string
KeySize int64
DataSize int64
Ttl int64
Type string
}
众所周知， redis里的所有的数据基本都是由key的， 也是根据key进行操作的，那么对redis里的key进行分析我们必须要记录下来这个key的信息才可以做到， 我们能记录的信息正如以上结构中的一样， key本身， key的大小， 数据的大小， 过期时间以及key的类型。这些信息是我们对key进行分析的一个基础信息，都可以通过一些简单的redis命令就可以取到。
遍历redis所有key
要对一个redis进行完整的key分析， 我们就需要有办法能够访问到所有key的源信息， 所幸redis提供了 scan这么一种方式可以比较轻量的遍历所有的key，访问到相应的key的元信息。
这样对于redis而言， 进行在线key分析的时候造成的压力也不会非常大，当然key分析不能再QPS高峰期进行， 需要在redis资源余量允许的情况下进行分析。
另外由于redis本身的一个内存清理机制，有25%的过期占用可以在分析key的时候被清理掉， 因此这个分析工具同时兼具了清理一部分内存的作用， 如果redis里面存在过期的而且存在于内存里面的key的话。
对记录的信息进行分析与汇总
有了遍历所有key的方法， 又有了元数据， 剩下的事情就是把这些数据进行聚合汇总， 这个主要是一个算法上的工作， 最难的部分要数这个key聚合的部分了， 这里面有很多取舍， 由于作者我本人不是专攻算法的， 而且没有找到合适的库， 因此只能动手自己想了一种方式。 基本的思路是：
压缩的算法
- 对于每个新的key的元信息， 添加到老的key分析对象里去
- 对这个key从后往前缩短， 去除尾部，看是否已经包含这个key的统计信息，如果包含， 则把key的信息累加上去， 如果不包含则创建一个新的纪录。
- 当记录的个数添加到一定数量的时候， 对对象的个数进行一次压缩
- 压缩的算法也是从字符串的末尾往字符串首部进行压缩
- 当压缩不能增加这个pattern 的key的个数的时候使用原来的key（压缩前的key）
- 当压缩可以增加这个pattern的key的个数的时候，进行key的合并，把pattern设置成压缩后的pattern
- 当记录的条数超过指定的条数就循环往复，直到压缩到小于指定的条数为止
- 如果对于key的最小长度（就算再压缩也要保留一两位）有要求， 有一些压缩到字符串的最小长度的参数可以进行调整与设置， 进行一定的取舍。
- 直到scan完毕
代码如下
const (
defaultSize = 128
compactNum = 30
maxLeftNum = 150
minKeyLenLower = 2
minKeyLen = 5
)
func (stat *KeyStat) compact() {
distMap := stat.Distribution
tmpMap := make(map[string][]string, defaultSize)
shrinkTo := compactNum
for k := range distMap {
compactedKey := k
if orgks, ok := tmpMap[compactedKey]; ok {
orgks = append(orgks, k)
tmpMap[compactedKey] = orgks
} else {
ks := make([]string, 0, defaultSize)
ks = append(ks, k)
tmpMap[compactedKey] = ks
}
}
shrinkTo--
for (len(tmpMap) > compactNum && shrinkTo >= minKeyLen) || (len(tmpMap) > maxLeftNum && shrinkTo >= minKeyLenLower) {
tnMap := make(map[string][]string, defaultSize)
for k := range tmpMap {
// shrink
if len(k) > shrinkTo {
compactedKey := k[0:shrinkTo]
if oik, ok := tnMap[compactedKey]; ok {
oik = append(oik, tmpMap[k]...)
tnMap[compactedKey] = oik
} else {
ks := make([]string, 0, defaultSize)
ks = append(ks, tmpMap[k]...)
tnMap[compactedKey] = ks
}
} else {
tnMap[k] = tmpMap[k]
}
}
// 如果此次shrink 没有使得这个集合的元素数量增加， 就使用原来的key
for k := range tmpMap {
if len(k) > shrinkTo {
ck := k[0:shrinkTo]
if len(tnMap[ck]) == len(tmpMap[k]) && len(tnMap[ck]) > 1 {
x := make([]string, 0, defaultSize)
tnMap[k] = append(x, tnMap[ck]...)
delete(tnMap, ck)
}
}
}
tmpMap = tnMap
shrinkTo --
}
dists := make(map[string]Distribution, defaultSize)
for k, v := range tmpMap {
if len(v) > 1 {
var nd Distribution
for _, dk := range v {
d := distMap[dk]
nd.KeyPattern = k + "*"
nd.KeyCount += d.KeyCount
nd.KeySize += d.KeySize
nd.DataSize += d.DataSize
nd.ExpireInHour += d.ExpireInHour
nd.ExpireInWeek += d.ExpireInWeek
nd.ExpireInDay += d.ExpireInDay
nd.ExpireOutWeek += d.ExpireOutWeek
nd.KeyNeverExpire += d.KeyNeverExpire
}
dists[k] = nd
} else {
for _, dk := range v {
nd := distMap[dk]
nd.KeyPattern = dk + "*"
dists[dk] = nd
}
}
}
stat.Distribution = dists
}
在线key分析的github项目
这是一个我已经写好的项目， 它使用起来非常简单, 二进制包已经准备好, 大家可以点以下链接下载 Linux MAC
构建方法
- 构建之前请确保golang sdk 已经安装， 并且版本 >=1.11.0
- 请确保已经设置好了GOPROXY 推荐的一个地址为
export GOPROXY=https://goproxy.io,direct
- 构建
git clone git@github.com:winjeg/rma4go.git
cd rma4go
go build .
使用方法
用法如下：rma4go -h
rma4go usage:
rma4go -r some_host -p 6379 -a password -d 0
======================================================
-H string
address of a redis (default "localhost")
-a string
password/auth of the redis
-d int
db of the redis to analyze
-h help content
-p int
port of the redis (default 6379)
-r string
address of a redis (default "localhost")
示例输出
all keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
string keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
list keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
hash keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
set keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
zset keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
other keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
big keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---------|---------|----------|-----------|----------------|---------------|----------------|-----------------|--------------|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
rendered by markdown total count 4004
all keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TOP_TEN_NEW_XXXXXXXX* | 1 | 20 | 1529 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| XXXXXXXXXXXXXX_STATISTICS_MIGRATION_LIST* | 1 | 40 | 7692832 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-root:* | 23 | 272 | 299 | 0 | 0 | 0 | 0 | 23 |
| DS_AXXXXXXXX_CORRECT* | 2 | 45 | 46 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| time-2* | 761 | 7528 | 9893 | 0 | 0 | 0 | 0 | 761 |
| time-level:* | 537 | 8461 | 6981 | 0 | 0 | 0 | 0 | 537 |
| time-9* | 102 | 901 | 1326 | 0 | 0 | 0 | 0 | 102 |
| time-7* | 153 | 1372 | 1989 | 0 | 0 | 0 | 0 | 153 |
| DS_MAGIC_SUCC_2017-06-22* | 1 | 24 | 415 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| tersssss* | 5 | 124 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 |
| appoint_abcdefg_msgid* | 1 | 21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| BUSSINESSXXXXXXX_STATISTICS_NEED_CALC_RECENT* | 1 | 44 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| switch_abcd_abcde* | 3 | 69 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 |
| abcdeferCounter_201* | 3 | 78 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 |
| diy1234567flag* | 1 | 14 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| DS_PRXXBCD_LIST* | 1 | 15 | 17208 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-4* | 133 | 1194 | 1729 | 0 | 0 | 0 | 0 | 133 |
| datastatistics_switch_version0* | 1 | 30 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| register_count_2_201* | 592 | 15984 | 640 | 0 | 0 | 0 | 0 | 592 |
| canVisitNewabcdef1234PageLevels* | 1 | 31 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| YOUR_WEEK_VITALITY_INFO* | 1 | 23 | 75782 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-8* | 101 | 894 | 1313 | 0 | 0 | 0 | 0 | 101 |
| EXPERTS_APPOINT_INFO_MAP* | 1 | 24 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-3* | 130 | 1215 | 1690 | 0 | 0 | 0 | 0 | 130 |
| time-1* | 943 | 9456 | 12259 | 0 | 0 | 0 | 0 | 943 |
| time-64* | 87 | 781 | 1131 | 0 | 0 | 0 | 0 | 87 |
| time-5* | 168 | 1516 | 2184 | 0 | 0 | 0 | 0 | 168 |
| total | 4004 | 53422 | 7832490 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4004 |
string keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BUSSINESSXXXXXXX_STATISTICS_NEED_CALC_RECENT* | 1 | 44 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-5* | 130 | 1174 | 1690 | 0 | 0 | 0 | 0 | 130 |
| datastatistics_switch_version0* | 1 | 30 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-7* | 39 | 348 | 507 | 0 | 0 | 0 | 0 | 39 |
| time-level:* | 567 | 8939 | 7371 | 0 | 0 | 0 | 0 | 567 |
| diy1234567flag* | 1 | 14 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| switch_abcd_abcde* | 3 | 69 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 |
| time-2* | 598 | 5918 | 7774 | 0 | 0 | 0 | 0 | 598 |
| time-6* | 125 | 1118 | 1625 | 0 | 0 | 0 | 0 | 125 |
| time-4* | 136 | 1225 | 1768 | 0 | 0 | 0 | 0 | 136 |
| time-8* | 72 | 636 | 936 | 0 | 0 | 0 | 0 | 72 |
| time-1* | 1176 | 11814 | 15288 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1176 |
| time-9* | 100 | 880 | 1300 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| time-root:* | 23 | 272 | 299 | 0 | 0 | 0 | 0 | 23 |
| register_count_2_201* | 592 | 15984 | 640 | 0 | 0 | 0 | 0 | 592 |
| DS_AXXXXXXXX_CORRECT* | 1 | 20 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| TOP_TEN_NEW_tersssss* | 1 | 20 | 1529 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| time-3* | 202 | 1925 | 2626 | 0 | 0 | 0 | 0 | 202 |
| total | 3989 | 53042 | 46253 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3989 |
list keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| XXXXXXXXXXXXXX_STATISTICS_MIGRATION_LIST* | 1 | 40 | 7692832 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| DS_MAGIC_SUCC_2017-06-22* | 1 | 24 | 415 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| DS_PRXXBCD_LIST* | 1 | 15 | 17208 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| total | 3 | 79 | 7710455 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 |
hash keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tersssss_action_prepage_new* | 1 | 27 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| YOUR_WEEK_VITALITY_INFO* | 1 | 23 | 75782 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| EXPERTS_APPOINT_INFO_MAP* | 1 | 24 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| abcdeferCounter_2017-06-11* | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| tersssssHardTaskCounter* | 1 | 23 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| abcdeferCounter_2018-04-27* | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| abcdeferCounter_2017-09-01* | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| tersssssEasyTaskCounter* | 1 | 23 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| total | 8 | 198 | 75782 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
set keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tersssss_bind_phone_phone* | 1 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| appoint_abcdefg_msgid* | 1 | 21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| canVisitNewabcdef1234PageLevels* | 1 | 31 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| tersssss_bind_phone_userid* | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| total | 4 | 103 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 |
zset keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| other keys statistics |
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| total | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
big keys statistics
| PATTERN | KEY NUM | KEY SIZE | DATA SIZE | EXPIRE IN HOUR | EXPIRE IN DAY | EXPIRE IN WEEK | EXPIRE OUT WEEK | NEVER EXPIRE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| XXXXXXXXXXXXXX_STATISTICS_MIGRATION_LIST* | 1 | 40 | 7692832 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| total | 1 | 40 | 7692832 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
作为依赖使用
获取方法如下：
go get github.com/winjeg/rma4go
使用方法如下：
func testFunc() {
h := "localhost"
a := ""
p := 6379
cli := client.BuildRedisClient(client.ConnInfo{
Host: h,
Auth: a,
Port: p,
}, cmder.GetDb())
stat := analyzer.ScanAllKeys(cli)
// print in command line
stat.Print()
// the object is ready to use
}
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