面试题：Redis Sentinel 中主从服务器频道信息存储的基础优化

Question

在 Redis Sentinel 环境下，主从服务器通过频道传递信息。请阐述如何对这些频道信息在 Redis 中的存储进行初步优化，以提升系统性能？例如，从数据结构选择、内存管理等方面进行说明。

Answer 1

数据结构选择

1. 哈希表：
   • 优势：对于频道信息，可将频道名称作为哈希表的键，频道内的数据作为哈希表的值。哈希表的查找、插入和删除操作平均时间复杂度为 O(1)，能快速定位和操作特定频道的信息。例如，若频道信息包含发布者、订阅者列表等，可将这些信息以字段 - 值的形式存储在哈希表中。比如HMSET channel:1 publisher "user1" subscriber1 "user2" subscriber2 "user3"。
2. 有序集合：
   • 优势：如果频道信息需要根据某种顺序（如消息发布时间排序）进行处理，可使用有序集合。例如，将消息发布时间作为分值，消息内容作为成员，这样可以很方便地获取最新或按时间顺序的消息。如ZADD channel:message:1 1672531200 "first message" 1672531201 "second message"，可通过ZRANGE channel:message:1 0 -1 WITHSCORES获取按时间排序的消息。

内存管理

1. 合理设置过期时间：
   • 策略：对于一些时效性较强的频道信息，如临时通知频道，可设置合理的过期时间。使用EXPIRE key seconds命令，比如EXPIRE channel:temporary_notice 3600，让 Redis 在指定时间后自动删除相关键值对，释放内存。
2. 优化数据编码：
   • 策略：Redis 会根据数据的类型和大小自动选择合适的编码方式。但对于存储频道信息，若知道数据特点，可手动优化编码。例如，对于小整数类型的频道编号，可以使用INT编码，在配置文件中可通过hash-max-ziplist-entries和hash-max-ziplist-value等参数来控制哈希表的编码转换，以减少内存占用。
3. 控制内存使用上限：
   • 策略：通过配置maxmemory参数，限制 Redis 使用的最大内存。当达到内存上限时，可根据maxmemory - policy配置的策略（如volatile - lru，淘汰设置了过期时间且最近最少使用的键；allkeys - lru，淘汰最近最少使用的键等）来释放内存，确保系统稳定运行。

其他优化

1. 批量操作：
   • 做法：尽量使用批量操作命令，如MSET、MGET。如果需要获取多个频道的部分信息，可以使用MGET一次获取多个键的值，减少网络开销。例如MGET channel:1:info channel:2:info。
2. 避免大键：
   • 策略：尽量避免在频道信息存储中产生大键。如果频道数据量可能很大，可考虑进行分块存储。比如将一个大的频道订阅者列表，按照一定规则（如字母顺序、ID 范围等）拆分成多个小的哈希表或集合进行存储。