Redis 在 Web 项目中的应用与实践

Redis作为一个开源的(BSD)基于内存的高性能存储系统,已经被各大互联网公司广泛使用,并且有着诸多的应用场景。本篇文章将基于PHP来详细讲解Redis在Web项目中的主要应用与实践。

缓存

这里所介绍的缓存是指可以丢失或过期的数据。常用的命令有 sethsetgethget,使用redis作为缓存时需要注意一下几个问题:

  • 由于redis的可用内存是有限的,不能容忍redis内存的无限增长,建议设置 maxmemory 最大内存。
  • 在开启maxmemory的情况下,可以启用lru机制,设置key的expire,当到达Redis最大内存时,Redis会根据最近最少用算法对key进行自动淘汰。
  • Redis的持久化策略和Redis故障恢复时间是一个博弈的过程,如果你希望在发生故障时能够尽快恢复,应该启用dump备份机制,但这样需要更多的可用内存空间来进行持久化。如果能够容忍Redis漫长的故障恢复时间,可以使用AOF持久化机制,同时关闭dump机制,这样不需要额外的内存空间。

存储

在web项目中,redis可存储读写非常频繁的数据来缓解MySQL等数据库的压力。redis如果作为存储系统的话,为了防止数据丢失,持久化必须开启。

典型场景

计数器

计数器的需求非常普遍,例如微博点赞数、帖子收藏数、文章分享数、用户关注数等。

社交列表

比如使用Sets结构存储关注列表、收藏列表、点赞列表等。

Session

借助redis高性能的key-value存储,可将用户登录状态保存到redis中。

队列

简单队列

一般使用redis的list结构作为队列,rpush 生产消息,lpop 消费消息,当 lpop 没有消息的时候,要进行适当的sleep操作。

$queueKey = "queue";

// 生产者
$redis->rpush($queueKey, $data)

// 消费者
while (true) {
    $data = $redis->lpop($queueKey);
    if (null === $data) {
        usleep(100000);
        continue;
    }
    // 业务逻辑
    ...
}

由于没有消息时使用的sleep事件不好控制,生产环境尽量不要使用sleep来休眠,可使用 blpop 来消费消息,在没有新消息的时候它会阻塞到消息到来。

延时队列

延时队列可使用redis的 sorted set 数据结构,使用时间戳作为 score ,消息内容作为 member,使用 zadd 命令来生产消息,消费者使用 zrangebyscore 命令获取指定时间之前的消息数据轮询进行处理。

$queueKey = "queue";

// 生产消息

// 消费时间, 这里设置为1小时候
$consumeTimestamp = time() + 3600;
// $data需要添加随机串前缀(or后缀),防止出现重复member被丢弃
$data = $data . md5(uniqid(rand(), true));
$redis->zadd($queueKey, $consumeTimestamp, $data);

// 消费消息
while (tue) {
    $arrData = $redis->zrangebyscore($queueKey, 0, time());
    if (!$arrData) {
        usleep(100000);
        continue;
    }
    // 业务逻辑
    foreach ($arrData as $data) {
        $data = substr($data, 0, strlen($data) - 32);

        // 消费$data

    }
}

多消费者

使用pub/sub主题订阅者模式,可以实现1:N的消息队列。这种模式中在消费者下线的情况下,生产的消息会丢失,在这里不推荐使用。

需要强调的是不推荐使用redis作为消息队列服务,这不是redis的设计目标。如果一定要用可考虑 disque,是由redis的作者开发。

分布式锁

分布式锁主要解决的几个问题:

  • 互斥性: 同一时刻只能有一个服务(或应用)访问资源
  • 安全性: 锁只能被持有该锁的服务(或应用)释放
  • 容错: 在持有锁的服务crash时,锁仍能得到释放
  • 避免死锁

方案1

我们可能会考虑使用 setnx 和 expire 命令来实现加锁,即当没有key存在时才会成功写入value:

$lockStatus = $redis->setnx($lockKey, 1);
if (1 === $lockStatus) {
    // 加锁成功,为锁设置超时时间
    $redis->expire($lockKey, 300);

    // 进行后续操作

} elseif (0 === $lockStatus) {
    // 加锁失败
} else {
    // 其他异常
}

但这种操作不是原子性的,如果在进行setnx时服务崩溃,没有来得及对Key进行超时设置,该锁将一直无法释放。

方案2

我们推荐 set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX] 命令来进行加锁

  • EX: key在多少秒之后过期
  • PX:key在多少毫秒之后过期
  • NX: 当key不存在的时候,才创建key,效果等同于setnx
  • XX:当key存在的时候,覆盖key
$lockStatus = $this->redis->set($lockKey, 1, "EX", 30, "NX");
if ("OK" === $lockStatus) {
    // 加锁成功,可进行后续操作

    //业务逻辑执行完毕,释放锁
    $this->redis->del($lockKey);

} elseif (null === $lockStatus) {
    // 加锁失败
}

如上代码所示,如果 set 命令返回OK,那么客户端就可以获得锁(如果返回null,那么应用服务可以在一段时间之后重新尝试获取锁),并且可以通过 del 命令来释放锁。

此方法需要注意的问题:

  • a服务获得的锁(键key)已经由于已到过期时间被redis服务器删除,但是这个时候a服务还去执行DEL命令。而b服务经在a设置的过期时间之后重新获取了这个同样key的锁,那么a执行 del 就会释放了b服务加好的锁。
  • 当同一时刻有大量的key过期的时候,删除key时会增加redis压力,会影响服务稳定。

可以通过如下优化使得上面的锁系统变得更加健壮:

  • 不要设置固定的字符串,而是设置为随机的大字符串,可以称为token。
  • 通过脚本删除指定锁的key,而不是 del 命令。
  • 在设置key过期时间的时候加上一个随机值。

优化后的代码可参考如下:

$lockToken = md5(uniqid(rand(), true));
// 此处超时时间根据具体业务逻辑配置
$expire = rand(280, 320);
$lockStatus = $this->redis->set($lockKey, $lockToken, "EX", $expire, "NX");
if ("OK" === $lockStatus) {
    // 加锁成功,可进行后续操作

    // 业务逻辑执行完毕,释放锁
    // 删除锁之前需要判断是否是自己上的锁
    $currentToken = $this->redis->get($lockKey);
    if ($currentToken === $lockToken) {
        $this->redis->del($lockKey);
    }

} elseif (null === $lockStatus) {
    // 加锁失败
}

计算

redis提供的原子自增减方法以及有序集合结构等可以承担一些计算任务,例如浏览量统计等。

浏览计数

文章浏览量+1

$redis->incr($postsKey);

批量获取文章浏览量

$arrPostsKey = [
    //...
];
$arrPostsViewNum = $redis->mget($arrPostsKey);

排行榜

可以使用redis的有序集合来实现排行榜的功能,score作为权重排序并取前n条记录。

// 存储数据
$sortKey = "sort_key";
$redis->zadd($sortKey, 100, "tom");
$redis->zadd($sortKey, 80, "Jon");
$redis->zadd($sortKey, 59, "Lilei");
$redis->zadd($sortKey, 87, "Hanmeimei");

// 获取排行

// 由大到小排序
$arrRet = $redis->zrevrange($sortKey, 0, -1, true);

// 由小到大排序
$arrRet = $redis->zrange($sortKey, 0, -1, true);

总结

redis涉及的应用实践非常繁多的,由于篇幅所限无法全部顾及,本文只针对web应用中最常用的几个场景进行了展开介绍,渴望进一步拓展redis知识的同学可参考以下链接进一步学习。

发表我的评论

取消评论
vwin娱乐场
表情 插代码

Hi,您需要填写昵称和邮箱!

  • 必填项
  • 必填项
m88 188bet uedbet 威廉希尔 明升 bwin 明升88 bodog bwin 明升m88.com 18luck 188bet unibet unibet Ladbrokes Ladbrokes casino m88明升 明升 明升 m88.com 188bet m88 明陞 uedbet赫塔菲官网 365bet官网 m88 help
188bet www.188bet.com bwin 平博 unibet 明升 188bet uk Ladbrokes 德赢vwin 188bet m88.com w88 平博88 uedbet体育 188bet 188bet 威廉希尔 明升体育app 平博88 M88 Games vwin德赢 uedbet官网 bodog fun88 188bet