今天我們來聊聊 Redis 的使用案例。

Redis 是一種內(nèi)存鍵值數(shù)據(jù)庫。它支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如 String, Hash, List, Set 和 SortedSet。

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01 緩存

Redis 的最常用的用例是緩存，以加快網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的速度。在這種用例中，Redis 將經(jīng)常請(qǐng)求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。它允許網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器頻繁訪問的數(shù)據(jù)。這就減少了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，并縮短應(yīng)用程序的響應(yīng)時(shí)間。在大規(guī)模應(yīng)用中，緩存分布在 Redis 服務(wù)器集群中。

Redis 作為分布式緩存時(shí)需要考慮的其他問題包括：

• 設(shè)置正確的 TTL (Time to Live)
• 處理冷啟動(dòng)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫的密集訪問

02 Session 存儲(chǔ)

另一個(gè)常見用例是將 Redis 用作 Session 存儲(chǔ)，在無狀態(tài)服務(wù)之間共享 Session 數(shù)據(jù)。

當(dāng)用戶登錄網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時(shí)，服務(wù)端會(huì)創(chuàng)建一個(gè)唯一的 Session ID，Session 數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在 Redis 中，然后 Session 作為 Cookie 的一部分返回給客戶端。

當(dāng)用戶向應(yīng)用程序發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，Session ID 會(huì)包含在請(qǐng)求中。無狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器會(huì)使用 Session 數(shù)據(jù)。值得注意的是 Redis 是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。如果 Redis 服務(wù)器重啟，存儲(chǔ)在 Redis 中的 Session 數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

即使 Redis 提供了 RDB 和 AOF 等持久化選項(xiàng)，但這些選項(xiàng)在重啟時(shí)加載數(shù)據(jù)的時(shí)間往往太長，不實(shí)用。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，數(shù)據(jù)會(huì)復(fù)制到備份實(shí)例。如果主實(shí)例崩潰，備份迅速升級(jí)，接管流量。

03 分布式鎖

需要協(xié)調(diào)對(duì)某些共享資源的訪問時(shí)，就會(huì)使用分布式鎖。Redis 通過其原子命令（如 SETNX， SET if Not eXists）來做分布式鎖。它允許調(diào)用者設(shè)置一個(gè)不存在的鍵。

比如，客戶端通過設(shè)置一個(gè)唯一的 Key 來獲取鎖：

SETNX lock "1234abcd" EX 3

如果 Key 尚未設(shè)置，SETNX 命令返回 1，表明鎖已被客戶端獲取。客戶端完成工作后 刪除 Key ，釋放鎖。

如果 Key 已被設(shè)置，SETNX 命令返回 0，表明鎖已被其他客戶機(jī)持有。在這種情況下，客戶端會(huì)等待并重試 SETNX 操作，直到鎖被其他客戶端釋放。

請(qǐng)注意，這種簡單的實(shí)現(xiàn)對(duì)于許多用例來說已經(jīng)足夠好了，但并非完全容錯(cuò)。對(duì)于生產(chǎn)應(yīng)用，許多 Redis 客戶端庫提供高質(zhì)量的分布式鎖實(shí)現(xiàn)。

04 限流

Redis 可用作限流。一個(gè)非常基本的限流算法是這樣工作的：

對(duì)于每個(gè)用戶請(qǐng)求，其請(qǐng)求的 IP 或用戶 ID 用作 Key。每個(gè)請(qǐng)求都會(huì)使鍵值遞增。將當(dāng)前計(jì)數(shù)與允許的速率限制進(jìn)行比較，如果計(jì)數(shù)在速率限制范圍內(nèi)，則處理請(qǐng)求。如果計(jì)數(shù)超過速率限制，則拒絕請(qǐng)求。Key可以設(shè)置為在特定時(shí)間窗口（如一分鐘）后過期，以重置下一個(gè)時(shí)間窗口的計(jì)數(shù)。

05 游戲排行榜

對(duì)于大多數(shù)規(guī)模不是很大的游戲來說，Redis 是一種很好的實(shí)現(xiàn)方式。SortedSet 是實(shí)現(xiàn)這一功能的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

SortedSet 的每個(gè)元素都有一個(gè)與之相關(guān)的分?jǐn)?shù)。元素按分?jǐn)?shù)排序。這樣就可以在對(duì)數(shù)時(shí)間內(nèi) 完成排序。

06 購物車

我們可以使用 Hash 來表示購物車中的鍵值對(duì)。對(duì)于簡單的電商平臺(tái)來說，在 Redis 中實(shí)現(xiàn)購物車可以兼顧用戶體驗(yàn)和快速交付。

07 計(jì)算用戶留存率

我們可以使用 Bitmap 來表示每天登錄的用戶并計(jì)算用戶保留率。這種計(jì)數(shù)功能占用的內(nèi)存很少。

08 消息隊(duì)列

我們可以使用 List 來做消息隊(duì)列。也可以使用 Redis 的 PubSub 功能來實(shí)現(xiàn)類似的消息總線功能。