使用Redis管道提升性能

Posted 2021-01-26 lovollll

首发于 樊浩柏科学院

Redis 的 管道 （pipelining）是用来打包多条无关命令批量执行，以减少多个命令分别执行带来的网络交互时间。在一些批量操作数据的场景，使用管道可以显著提升 Redis 的读写性能。

原理演示

Redis 的管道实质就是命令打包批量执行，多次网络交互减少到单次。使用管道和不使用管道时的交互过程如下：

我们使用 nc 命令来直观感受下 Redis 管道的使用过程：

# 安装nc命令

$ yum install nc

nc打包多个命令
$ (printf "PING
PING
PING
") | nc localhost 6379
响应
+PONG

+PONG

+PONG

<p>因此，只要通过管道进行命令打包后，Redis 就可以批量返回命令的执行结果了。</p>
<h2>管道的应用</h2>
<p>首先，构造示例需要的 Hash 用户数据：</p>
<pre><code class="php">$keyPrex = ‘user:hash:u:‘;
for ($i=1; $i&lt;=10000; $i++) {
    $redis-&gt;hMset($keyPrex.$i, [
        ‘name‘   =&gt; name(),       //name()函数生成随机姓名
        ‘age‘    =&gt; rand(21, 30),
        ‘sex‘    =&gt; rand(0, 1),
        ‘is_new‘ =&gt; rand(0, 1)
    ]);
}
然后，查看导入 Redis 中的数据：
127.0.0.1:6379> keys user#??u:*

9997) "user#??u:3013"

9998) "user#??u:8971"

9999) "user#??u:4761"

10000) "user#??u:1828"

127.0.0.1:6379> HGETALL user#??u:1828

1) "name"

2) "ggrg"

3) "age"

4) "23"

5) "sex"

6) "0"

7) "is_new"

8) "1"

<h3>需求</h3>
<p>在某个社交活动中，通过一系列筛选逻辑后取得种子用户 uid，然后用这些 uid 去 Hash 获取用户的信息。这种情况下你会怎么来处理呢？</p>
<h3>不使用管道</h3>
<p>一般情况下，在数据量较小时，我们会直接使用 HGETALL 命令遍历地获取用户数据。</p>
<pre><code class="PHP">$start = nowTime();
foreach (range(1, 1000) as $id) {
    $user[] = $redis-&gt;hgetAll($keyPrex.$id);
}
echo ‘时间：‘, nowTime() - $start, ‘ms‘, PHP_EOL;

时间：39ms
执行所用时间：39ms
使用管道
因为通过 uid 批量获取用户数据，各个命令并没有依赖关系，所以可以使用 Redis 的管道来优化查询。
$start = nowTime();

$redis->multi(Redis::PIPELINE);

foreach (range(1, 1000) as $id) {

//返回资源id相同的socket资源，并未执行命令

$redis->hgetAll($keyPrex.$id);

}

$user = $redis->exec();

echo ‘时间：‘, nowTime() - $start, ‘ms‘, PHP_EOL;

时间：6ms

<p>使用管道后，执行时间显著地减少为：<a href="#">6ms</a>。使用 tcpdump 抓取打包后的命令如下：</p>
<pre><code class="Tcp">10:45:03.029049 IP localhost.58176 &gt; localhost.6379: Flags [P.], seq 2255478840:2255479211, ack 3144685411, win 342, options [nop,nop,TS val 17640474 ecr 17640474], length 371
E..../@[email protected]@...o.8.p.c...V.......
,.*2
$7
HGETALL
$13
user:hash:u:1
*2
$7
HGETALL
$13
user:hash:u:2
*2
$7
... ...
适用场景
在批量操作（查询和写入）数据时，我们应尽量避免多次跟 Redis 的网络交互。这时，可以使用管道实现，也可以 Redis 内嵌 Lua 脚本实现。需要注意的是：


管道只适用于无因果关联的多命令操作，否则就需要借助 Lua 脚本实现批量操作；
在实际应用中，Redis 往往不可能是单机部署，如果想要在集群中使用管道，可以部署为一主多从架构，此时所有节点的数据都一致，随机选取节点使用管道即可；

总结
在批量获取数据时，尽管使用 Redis 的管道性能会显著提升，但是使用管道时 Redis 会缓存之前命令的结果，最后一并输出给终端，因此所打包的命令不宜太多，否则内存使用会很严重。
            原文地址：