4次優(yōu)化，我把Redis性能 “壓榨” 到極致！
我們有個(gè)這樣的需求：每天每一個(gè)搶購(gòu)商品只能買一次，并且全場(chǎng)搶購(gòu)商品總購(gòu)買次數(shù)不允許超過5次。那么，整個(gè)商品限購(gòu)的流程大概如下圖所示：
那么，在每次購(gòu)買成功商品成功后，發(fā)送的MQ大概是這樣的（假設(shè)當(dāng)前這筆訂單有兩件搶購(gòu)商品）：
- [{
- "orderId": "2020020622000001",
- "orderTime": "1581001673012",
- "productId": "599055114591",
- "userId": "860000000000001",
- "merchantCode": "A045"
- }, {
- "orderId": "2020020622000001",
- "orderTime": "1581001673012",
- "productId": "599055114592",
- "userId": "860000000000001",
- "merchantCode": "A045"
- }]
這條消息表示860000000000001這個(gè)用戶在1581001673012這個(gè)時(shí)間點(diǎn)（北京時(shí)間為2020/02/06 23:07:53）在A045這個(gè)商戶分別購(gòu)買了商品ID為599055114591和599055114592兩樣商品。
那么，當(dāng)消費(fèi)這條信息后，更新頻控的幾條關(guān)鍵Redis命令如下（上面的需求不是重點(diǎn)，優(yōu)化下面5條命令才是本文的重點(diǎn)）：
- 命令1：hset mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 599055114591 1（hash結(jié)構(gòu)，field表示購(gòu)買的商品ID，value表示購(gòu)買次數(shù)）
- 命令2：hset mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 599055114592 2
- 命令3：expire mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 3127（設(shè)置過期時(shí)間）
- 命令4：set mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3
- 命令5：expire mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3127（設(shè)置過期時(shí)間）
我們首先了解一下執(zhí)行一條Redis命令耗時(shí)由哪幾部分組成：發(fā)送命令網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間，命令在Redis服務(wù)端隊(duì)列中等待的時(shí)間，命令執(zhí)行的時(shí)間（Redis中的slowlog只是檢測(cè)這一步驟的時(shí)間），結(jié)果返回的Redis客戶端的時(shí)間。如下圖所示：
上面的業(yè)務(wù)總計(jì)涉及5條Redis命令，每條命令都需要經(jīng)過這些步驟，可想而知性能真的弱爆了（可能整個(gè)執(zhí)行過程還不需要10ms，但還是弱爆了）。
- 第1次優(yōu)化
第一次優(yōu)化非常簡(jiǎn)單，稍微有點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)就能看出來，利用hmset命令將兩條hmset命令合二為一，優(yōu)化后的Redis命令如下：
- hmset mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 599055114591 1 599055114592 2
- expire mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 3127
- set mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3
- expire mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3127
- 第2次優(yōu)化
第二次優(yōu)化將set和expire命令合二為一，這個(gè)一般對(duì)Redis有點(diǎn)了解的也知道如何優(yōu)化：
- hmset mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 599055114591 1 599055114592 2
- expire mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 3127
- setex mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3127 3
- 第3次優(yōu)化
第3次優(yōu)化需要借助pipeline，簡(jiǎn)直就是Redis優(yōu)化的一大殺器。不過，需要注意的是在RedisCluster中使用pipeline時(shí)必須滿足pipeline打包的所有命令key在RedisCluster的同一個(gè)slot上。如果打包命令的key不在同一個(gè)slot上，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。所以我們需要分兩批打包：
- -- 這兩條命令的key都是一樣的，肯定在同一個(gè)slot上
- pipeline(
- hmset mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 599055114591 1 599055114592 2
- expire mall:sale:freq:ctrl:860000000000001 3127
- )
- -- mall:total:freq:ctrl:860000000000001和mall:sale:freq:ctrl:860000000000001兩條命令不在同一個(gè)slot上，所以需要單獨(dú)執(zhí)行下面這條命令
- setex mall:total:freq:ctrl:860000000000001 3127 3
經(jīng)過第3次的優(yōu)化后，這些命令還是需要2次網(wǎng)絡(luò)交互。較勁的我還是不甘心，想要將其優(yōu)化到只需要一次網(wǎng)絡(luò)交互即可，有沒有辦法？當(dāng)然有！
- 第4次優(yōu)化
這次優(yōu)化利用了一個(gè)高級(jí)特性：hashtag。是啥子意思呢？我們知道，RedisCluster總計(jì)有16*1024=16384個(gè)slot。那么執(zhí)行一條Redis命令時(shí)，其key對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)slot呢？是利用這樣一個(gè)計(jì)算公式得到的：slot = CRC16(key)%16384，示意圖如下：
也就是說，默認(rèn)情況下，key在哪個(gè)slot上，與key有關(guān)。那么，我們能否只讓key在哪個(gè)slot上與部分key有關(guān)呢？當(dāng)然可以，這就是hashtag特性。用法非常簡(jiǎn)單，假設(shè)一個(gè)key是mall:sale:freq:ctrl:860000000000001，我們只需要用{}將key中我們需要的那部分包括起來即可。例如，我們只想讓其根據(jù)用戶IMEI計(jì)算即可，那么key是這樣的：mall:sale:freq:ctrl:{860000000000001}。只要key中有{860000000000001}這一部分，就一定落在同一個(gè)slot上。
所以，第四次優(yōu)化以后的命令執(zhí)行如下所示：
- pipeline(
- hmset mall:sale:freq:ctrl:${860000000000001} 599055114591 1 599055114592 2
- expire mall:sale:freq:ctrl:${860000000000001} 3127
- setex mall:total:freq:ctrl:${860000000000001} 3127 3
- )
優(yōu)化后，5條Redis命令壓縮到3條Redis命令，并且3條Redis命令只需要發(fā)送一次，并且結(jié)果也一次就能全部返回。簡(jiǎn)直完美！！
- 注意事項(xiàng)
我們?cè)谑褂胔ashtag特性時(shí)，一定要注意，不能把key的離散性變得非常差。以本文為例，沒有利用hashtag特性之前，key是這樣的：mall:sale:freq:ctrl:860000000000001，很明顯這種key由于與用戶相關(guān)，所以離散性非常好。而使用hashtag以后，key是這樣的：mall:sale:freq:ctrl:{860000000000001}，這種key還是與用戶相關(guān)，所以離散性依然非常好。我們千萬不要這樣來使用hashtag特性，例如將key設(shè)置為：mall:{sale:freq:ctrl}:860000000000001。這樣的話，無論有多少個(gè)用戶多少個(gè)key，其{}中的內(nèi)容完全一樣都是sale:freq:ctrl，也就是說，所有的key都會(huì)落在同一個(gè)slot上，導(dǎo)致整個(gè)Redis集群出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜問題。
