可扩展 Redis 查询引擎的最佳实践
一、Query Performance Factor 概述
- 定义：Query Performance Factor 指定 Redis Query Engine 在执行单个查询时可用的 CPU 核心数（即 worker 线程数）。
- 作用：查询引擎内部会将检索和排序等计算任务拆分到多个线程并行执行。
- 目标：利用更多 CPU 资源来增加查询吞吐，减少单次查询延迟。
Redis Cloud 和最新版本的 Redis 自托管均支持通过配置参数 NUMTHREADS（或云端 UI 中的“查询性能因子”滑块）调整查询线程数。
二、最佳使用场景
Query Performance Factor 对以下情况效益显著：
-
查询类型
- Full-text：基于词项倒排索引的全文检索
- Tag：枚举型标签过滤
- Vector：向量相似度检索
- Numeric：数值范围查询或排序
- Geo：基于经纬度的空间查询
-
结果集规模
- 小规模返回（如分页前几条）
- 文档子集以原始（非范式化）形式被索引
对于需要扫描大量文档或全量聚合（返回数十万级别结果），Query Performance Factor 的效果会受到网络和内存带宽等瓶颈制约，收益相对有限。
三、索引优化最佳实践
要让 Query Performance Factor 发挥最大的水平扩展能力，索引设计必须遵循以下原则：
| 优化项 | 建议 |
|---|---|
| 返回字段 | 对所有需要在 RETURN/LOAD 中输出的字段，务必加上 SORTABLE |
| TAG/GEO 字段 | 使用 TAG … UNF 或 GEO … UNF，关闭范式化（UNF：un-faceted） |
| TEXT 字段 | 使用 TEXT NOSTEM，避免词干化带来的额外开销 |
| NUMERIC 字段 | 标记 NUMERIC SORTABLE，以支持并行范围扫描和排序 |
示例：从反模式到优化
# 反模式索引（缺少 SORTABLE、UNF、NOSTEM）
FT.CREATE jsonidx:profiles ON JSON PREFIX 1 profiles:SCHEMA $.tags.* AS t NUMERIC SORTABLE$.firstName AS name TEXT$.location AS loc GEO# 优化后索引
FT.CREATE jsonidx:profiles ON JSON PREFIX 1 profiles:SCHEMA $.tags.* AS t NUMERIC SORTABLE$.firstName AS name TEXT NOSTEM SORTABLE$.lastName AS lastname TEXT NOSTEM SORTABLE$.location AS loc GEO SORTABLE UNF$.id AS id TAG SORTABLE UNF$.ver AS ver TAG SORTABLE UNF
四、查询优化最佳实践
-
显式返回所需字段
FT.AGGREGATE jsonidx:profiles '@t:[1299 1299]'LOAD 6 id t name lastname loc verLIMIT 0 10DIALECT 3- 不要使用
LOAD *或者默认返回，会导致索引无法覆盖，CPU 额外读取内存。
- 不要使用
-
限制结果集大小
使用LIMIT offset count限制返回条数，避免一次性扫描过多文档。 -
使用高级 DSL
针对 JSON 索引，推荐使用DIALECT 3及以上，以获得更优执行计划和并行度。
五、性能对比示例
以下实验在单节点（不同 CPU 数）环境中，分别测试了不同查询类型在开启多线程前后的性能增益。
1. 向量检索（Vector）
| Shards | Threads/shard | CPUs | 吞吐速率提升 |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 1 | baseline |
| 6 | 0 | 6 | ×6.6 |
| 1 | 6 | 6 | ×2.5 |
| 2 | 6 | 12 | ×6.1 |
| 4 | 6 | 24 | ×24.3 |
2. 标签检索（Tag）
| Worker Threads | 查询 QPS 提升 |
|---|---|
| 0 | baseline |
| 6 | +135.9% |
3. 全文检索（Text）
-
两词并（Union）查询
Threads QPS 提升 0 188 baseline 6 1,072 +470% 12 1,995 +961% 18 2,834 +1,407% -
两词交（Intersection）查询
Threads QPS 提升 0 2,373 baseline 6 12,396 +422% 12 17,506 +638% 18 19,764 +733% -
单词精确匹配
Threads QPS 提升 0 476 baseline 6 2,837 +496% 12 5,292 +1,012% 18 7,512 +1,478%
4. 数值查询（Numeric）
| Threads | QPS | 提升 |
|---|---|---|
| 0 | 33,584 | baseline |
| 1 | 36,993 | +10.2% |
| 3 | 36,504 | +8.7% |
| 6 | 36,897 | +9.9% |
5. 地理查询（Geo）
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未使用 UNF（范式化）
Threads QPS 提升 0 48 – 6 96 +100% 12 96 +100% 18 98 +104% -
使用 UNF（关闭范式化）
Threads QPS 提升 0 61 – 6 227 +272% 12 217 +256% 18 217 +256%
六、实战建议
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分阶段调优
- 先做好索引覆盖和字段标记（SORTABLE、UNF、NOSTEM）；
- 再逐步增加查询线程数，观察 QPS 和延迟曲线；
- 最后结合监控（CPU、内存、网络）找到最佳平衡点。
-
监控与告警
- 使用 Redis 内置的
INFO、LATENCY以及云监控面板，跟踪单条查询延迟分布，确保没有“长尾”查询。 - 配置告警：当 QPS 偏离预期或出现延迟飙升时，及时调整线程数或优化索引。
- 使用 Redis 内置的
-
硬件与集群
- 在单节点多核场景中，Query Performance Factor 带来显著性能；
- 对超大规模部署，也可结合 Redis Cluster 做水平切分，将不同数据分片分配到多台机器。
七、总结
通过合理设计索引、精简查询和灵活配置查询线程，您可以在 Redis Software 或 Redis Cloud 环境中，实现接近线性甚至超线性的查询加速。本篇博客提供了从原理到实战的全面指导，助您在多核时代下，充分发挥 Redis Query Engine 的强大性能，为海量数据检索保驾护航。