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Java如何从Redis中批量读取数据

目录
  • 一.背景概述
  • 二.分析与实现
  • 三.发现问题与屡次改进
    • 3.1.QPS过高而且波动很大
    • 3.2.程序中断,抛异常
    • 3.3.内存消耗过大
  • 总结

    一.背景概述

    本周接到一个新的需求:从用户dau日志文件中读取用户uid,然后到Redis中获取对应的用户数据。用户的uid存储于login_day_20220913.txt文件,共1亿2千多万条数据,数量达1.4G。

    要求:尽量在2小时内获得结果,在数据处理过程中,Redis服务器QPS尽量低,不超过某个阈值,不然会触发监控报警。数据从Redis从库读取,只提供一个端口。

    二.分析与实现

    由于之前做过相同数据量的统计需求,所以从一开始就确定单线程完成此次数据处理也是可以的。实际上,对多线程和并发的使用需要慎之又慎,特别是在业务繁忙的系统或环境下。

    接触Redis的朋友都知道,Redis是支持批量读取的,其中常用的两个方法:mget()和hmget()。

    本次处理的数据不是哈希结构,所以确定使用mget()。

    此时,我自然而然地问了同事一个问题,那就是mget批量处理数据的最佳参数范围是多少?因为mget()接受一个字符串数组参数,也就是说字符串数组的长度最佳为多少?

    同事并没有给我明确的答案,只是说他们日常每批次处理10000条,建议我自己可以尝试一下,于是我打算试试50000条数据。

    主要代码如下:

    package com.sina.weibo;
    
    import com.sina.weibo.util.FileUtils;
    import com.sina.weibo.util.ListUtil;
    import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    
    import Java.util.ArrayList;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class Application {
        /** dau数据读取路径 */
        private static String dauDataPath = "/data1/sinawap/var/logs/wapcommon/place/user_position/dau/login_day_20220913.txt";
    
        /** 结果输出路径 */
        private static String outputPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/output/campus_data.txt";
    
        /** 已处理过的uid数据存储路径 */
        private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/process/processed_uid.txt";
    
        public static void main(String[] args) {
            StopWatch stopWatch = new StopWatch();
            // 开始时间
            stopWatch.start();
            System.out.println("================程序开始===============");
            transfer(dauDataPath, processedUidDataPath, outputPath);
            System.out.println("================程序结束===============");
            // 结束时间
            stopWatch.stop();
            // 统计执行时间(秒)
            System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        }
    
        private static void transfer(String dauDataPath, String processedUidDataPath, String outputPath) {
            List<String> dauDataList = FileUtils.readInfoFromFile(dauDataPath);
            List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 50000);
            Jedis jedis = new Jedis("rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn",50000);
            List<String> processedUidDataList = FileUtils.readInfoFromFile(processedUidDataPath);
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = ListUtil.getLinkedHashSet(processedUidDataList);
            for (List<String> list : bucket) {
                List<String> jsonStrList = jedis.mget(list.toArray(new String[list.size()]));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                    if (!linkedHashSet.contains(list.get(i))) {
                        String uid = list.get(i);
                        FileUtils.appendInfoToFile(processedUidDataPath, uid);
                        String jsonStr = jsonStrList.get(i);
                        if (jsonStr == null || jsonStr == "") continue;
                        String content = uid + "\t" + jsonStr;
                        FileUtils.appendInfoToFile(outputPath, content);
                    }
                }
                System.out.println(list.size());
            }
        }
    }

    三.发现问题与屡次改进

    3.1.QPS过高而且波动很大

    上述代码上线后没多久,就被同事找来,说QPS过高,开始的时候瞬间达到近100k,之后稳定在70k~100k之间。因为担心影响其他业务,于是把jar包暂停,着手优化。

    于是,我多次修改如下代码:

    List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 50000);

    将50000,调整为10000,5000,1000,500,100等值逐一尝试。

    QPS确实逐步降下来了,但是即便是每次处理1000条,QPS也有40K左右。

    3.2.程序中断,抛异常

    最终以每批次读取500条数据,将代码上线。但是程序总是中断报错,抛出异常:

    Java如何从Redis中批量读取数据

    而这时候已处理的数据量达到几千万条。

    最初怀疑是因为jedis对象没有调用close方法,于是修改代码如下:

    package com.sina.weibo;
    
    import com.sina.weibo.util.FileUtils;
    import com.sina.weibo.util.ListUtil;
    import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class Application {
        /** dau数据读取路径 */
        private static String dauDataPath = "/data1/sinawap/var/logs/wapcommon/place/user_position/dau/login_day_20220913.txt";
    
        /** 结果输出路径 */
        private static String outputPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/output/campus_data.txt";
    
        /** 已处理过的uid数据存储路径 */
        private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/process/processed_uid.txt";
    
        public static void main(String[] args) {
            StopWatch stopWatch = new StopWatch();
            // 开始时间
            stopWatch.start();
            System.out.println("================程序开始===============");
            transfer(dauDataPath, processedUidDataPath, outputPath);
            System.out.println("================程序结束===============");
          编程  // 结束时间
            stopWatch.stop();
            // 统计执行时间(秒)
            System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        }
    
        private static void transfer(String dauDataPath, String processedUidDataPath, String outputPath) {
            List<String> dauDataList = FileUtils.readInfoFromFile(dauDataPath);
            List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 50000);
            List<String> processedUidDataList = FileUtils.readInfoFromFile(processedUidDataPath);
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = ListUtil.getLinkedHashSet(processedUidDataList);
            for (List<String> list : bucket) {
                Jedis jedis = new Jedis(rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn", 50000);
                List<String> jsonStrList = jedis.mget(list.toArray(new String[list.size()]));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                    if (!linkedHashSet.contains(list.get(i))) {
                        String uid = list.get(i);
                        FileUtils.appendInfoToFile(processedUidDataPath, uid);
                        String jsonStr = jsonStrList.get(i);
                        if (jsonStr == null || jsonStr == "") continue;
                        String content = uid + "\t" + jsonStr;
                        FileUtils.appendInfoToFile(outputPath, content);
                    }
                }
                jedis.close();
                System.out.println(list.size());
            }
        }
    }

    修改后跑程序依旧没有任何改善,继续修改,代码如下:

    package com.sina.weibo;
    
    import com.sina.weibo.util.FileUtils;
    import com.sina.weibo.util.ListUtil;
    import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class A {
        /** dau数据读取路径 */
        private static String dauDataPath = "/data1/sinawap/var/logs/wapcommon/place/user_position/dau/login_day_20220913.txt";
    
        /** 结果输出路径 */
        private static String outputPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/output/campus_data.txt";
    
        /** 已处理过的uid数据存储路径 */
        private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/process/processed_uid.txt";
    
        public static void main(String[] args) {
            StopWatch stopWatch = new StopWatch();
            // 开始时间
            stopWatch.start();
            System.out.println("================程序开始===============");
            transfer(dauDataPath, processedUidDataPath, outputPath);
            System.out.println("================程序结束===============");
            // 结束时间
            stopWatch.stop();
            // 统计执行时间(秒)
            System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        }
    
        private static void transfer(String dauDataPath, String processedUidDataPath, String outputPath) {
            List<String> dauDataList = FileUtils.readInfoFromFile(dauDataPath);
            List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 50000);
            List<String> processedUidDataList = FileUtils.readInfoFromFile(processedUidDataPath);
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = ListUtil.getLinkedHashSet(processedUidDataList);
            for (List<String> list : bucket) {
                Jedis jedis = new Jedis("rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn", 50000);
                List<String> jsonStrList = jedis.mget(list.toArray(new String[list.size()]));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                    if (!linkedHashSet.contains(list.get(i))) {
                        String uid = list.get(i);
                        FileUtils.appendInfoToFile(processedUidDataPath, uid);
                        String jsonStr = jsonStrList.get(i);
                        if (jsonStr == null || jsonStr == "") continue;
                        String content = uid + "\t" + jsonStr;
                        FileUtils.appendInfoToFile(outputPath, content);
                    }
       python         }
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    jedis.close();
                }
                System.out.println(list.size());
            }
        }
    }

    上线以后,观测发现QPS区域稳定,但是程序会空跑,也就是从头开始将已处理的数据也要逐一读取一次,很多时候都没有跑到上次程序处理的地方就已经被迫退出。

    linkedHashSet本来是用来标记上次程序运行停止的地方,但是似乎并没有完全发挥作用。

    于是修改代码,加入一个新的list集合,用于存放还没有处理过的数据,代码如下:

    package com.sina.weibo;
    
    import com.sina.weibo.util.FileUtils;
    import com.sina.weibo.util.ListUtil;
    import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    /**
     * @author bingqing5 
     * @date 2022/09/14 15:00
     * @version 1.0
     */
    
    public class Application {
    
        /** dau数据读取路径 */
        private static String dauDataPath = "/data1/sinawap/var/logs/wapcommon/place/user_position/dau/login_day_20220913.txt";
    
        /** 结果输出路径 */
        private static String outputPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/output/campus_data.txt";
        
        /** 已处理过的uid数据存储路径 */
        private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing5/importcampusdata/process/processed_uid.txt";
    
        public static void main(String[] args) {
            StopWatch stopWatch = new StopWatch();
            // 开始时间
            stopWatch.start();
            System.out.println("================程序开始===============");
    //        transfer(dauDataPath, processedUidDataPath, outputPath);
            List<String> dauDataList = FileUtils.readInfoFromFile(dauDataPath);
    //        List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 50000);
    //        Jedis jedis = new Jedis("rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn", 50000);
            List<String> processedUidDataList = FileUtils.readInfoFromFile(processedUidDataPath);
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = ListUtil.getLinkedHashSet(processedUidDataList);
            List<String> uidList = new ArrayList<>();
            for (String uid : dauDataList) {
                if (linkedHashSet.contains(uid)) {
                    continue;
                } else {
                    uidList.add(uid);
                }
            }
    
            List<List<String>> bucket;
            if (uidList.size() != 0) {
                bucket = ListUtil.splitList(uidList, 10000);
            } else {
                bucket = new ArrayList<>();
            }
    
            for (List<String> list : bucket) {
                Jedis jedis = new Jedis("rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn", 50000);
                List<String> jsonStrList = jedis.mget(list.toArray(new String[list.size()]));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                    if (!linkedHashSet.contains(list.get(i))) {
                        String uid = list.get(i);
                        FileUtils.appendInfoToFile(processedUidDataPath, uid);
                        String jsonStr = jsonStrList.get(i);
                        if (jsonStr == null || jsonStr == "") continue;
                        String content = uid + "\t" + jsonStr;
                javascript        FileUtils.appendInfoToFile(outputPath, content);
                    }
                }
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    jedis.close();
                }
                System.out.println(list.size());
            }
            System.out.println("================程序结束===============");
            // 结束时间
            stopWatch.stop();
            // 统计执行时间(秒)
            System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        }
    
    
    }

    终于这次修改后,上线代码,代码平稳运行。

    此时查看QPS,发现10000的批读取量,QPS文档在25K以下,此前同样的数据量,QPS能达到40K。

    Java如何从Redis中批量读取数据

    3.3.内存消耗过大

    在上次修改后,程序平稳运行,期间我查看了机器状态,发现我跑的jar包竟然消耗了32%左右的内存,那台机器也不过62G的总内存。虽然不缺内存资源,但是还是决定趁着程序在跑的期间,回顾一下代码。

    List<List<String>> bucket = ListUtil.splitList(dauDataList, 10000);

    上面这行代码是将所有的用户uid数据按照10000的大小均等分割,每次遍历,要重复创建同一类Jedis对象,也会消耗大量内存。

    另外,下面这段程序:

     List<String> uidList = new ArrayList<>();
            for (String uid : dauDataList) {
                if (linkedHashSet.contains(uid)) {
                    continue;
                } else {
                    uidList.add(uid);
                }
            }

    已经对处理过的数据做过筛选,在循环中再次做如下判断:

    if (!linkedHashSet.contains(list.get(i))) {
                       
    }

    也是多次一举,会增加耗时。

    综合以上考虑,我做了修改,代码如下:

    package com.sina.weibo;
    
    import com.sina.weibo.util.FileUtils;
    import com.sina.weibo.util.ListUtil;
    import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    /**
     * @author bingqing5
     * @date 2022/09/14 15:00
     * @version 1.0
     */
    
    public class Application {
    
        /** dau数据读取路径 */
        private static String dauDataPath = "/data1/sinawap/var/logs/wapcommon/place/user_position/dau/login_day_20220913.txt";
    
        /** 结果输出路径 */
    //    private static String outputPath = "/data1/bingqing5/redis_test/output/campus_data.txt";
        private static String outputPath = "/data1/bingqing/redis_test/output/campus_data.txt";
    
        /** 已处理过的uid数据存储路径 */
    //    private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing5/redis_test/process/processed_uid.txt";
        private static String processedUidDataPath = "/data1/bingqing/redis_test/process/processed_uid.txt";
    
        public static void main(String[] args) {
            StopWatch stopWatch = new StopWatch();
            // 开始时间
            stopWatch.start();
            System.out.println("================程序开始===============");
            transfer(dauDataPath, processedUidDataPath, outputPath);
            System.out.println("================程序结束===============");
            // 结束时间
            stopWatch.stop();
            // 统计执行时间(秒)
            System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        }
    
        private static void transfer(String dauDataPath, String processedUidDataPath, String outputPath) {
            List<String> dauDataList = FileUtils.readInfoFromFile(dauDataPath);
            Jedis jedis = new Jedis("rdsxxxxx.xxxx.xxxx.xxxx.com.cn",www.devze.com 50000);
            List<String> processedUidDataList = FileUtils.readInfoFromFile(processedUidDataPath);
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = ListUtil.getLinkedHashSet(processedUidDataList);
            List<String> uidList = new ArrayList<>();
            for (String uid : dauDataList) {
                if (linkedHashSet.contains(uid)) {
                    continue;
                } else {
                    uidList.add(uid);
                }
            }
            List<List<String>> bucket;
            if (uidList.size() != 0) {
                bucket = ListUtil.splitList(uidList, 50000);
            } else {
                bucket = new ArrayList<>();
            }
    
            for (List<String> list : bucket) {
                List<String> jsonStrList = jedis.mget(list.toArray(new String[list.size()]));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                    String uid = list.get(i);
                    FileUtils.appendInfoToFile(processedUidDataPath, uid);
                    String jsonStr = jsonStrList.get(i);
                    if (jsonStr == null || jsonStr == "") continue;
                    String content = uid + "\t" + jsonStr;
                    FileUtils.appendInfoToFile(outputPath, content);
                }
    
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    jedis.close();
                }
                System.out.println(list.size());
            }
        }
    }

    修改代码以后,替换掉原先运行的jphpar包,接着运行。发现内存消耗明显降低,稳定占总内存的20%。

    然后尝试修改了mget参数量,修改为50000条,再次运行程序发现QPS稳定在40K左右。

    Java如何从Redis中批量读取数据

    总结

    本篇算是笔者刚接触Redis不久的一篇随手记。通过本次需求的开发经历,让我对Redis有了直观的了解,同时也理解了代码优化在实际生产工作和开发中的潜在价值。

    关于Redis,在快速直接从Redis读取数据的场景中,尤其是数据量大的时候,为了防止QPS过高,最好在处理一批次数据后空出一定的时间间隔,比如可以让线程暂时休眠一定时间间隔,再进行下批次读取和处理。

    关于代码优化,尽量创建可重复使用的对象,非必要不添加同类对象,避免大量创建对象带来的资源消耗,本次经历也算是很鲜明的体会到这点。

    以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程客栈(www.devze.com)。

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