# 谈谈 redis 在项目中的常见使用场景
最近写了一个关于 graphql 的脚手架 (opens new window)，其中 redis 的使用场景还挺多，于是总结下它的常见使用场景。
# 缓存
> set User:1:name shanyue EX 100 NX
OK
> get User:1:name
"shanyue"
缓存是 redis 出镜率最高的一种使用场景，仅仅使用 set/get 就可以实现，不过也有一些需要考虑的点
- 如何更好地设置缓存
- 如何保持缓存与上游数据的一致性
- 如何解决缓存血崩，缓存击穿问题
# session: 用户登录及验证码
> set 5d27e60e6fb9a07f03576687 '{"id": 10086, role: "ADMIN"}' EX 7200
OK
> get 5d27e60e6fb9a07f03576687
"{\"id\": 10086, role: \"ADMIN\"}"
这也是很常用的一种场景，不过相对于有状态的 session，也可以考虑使用 JWT，各有利弊
# 消息队列
> lpush UserEmailQueue 1 2 3 4
lpop UserEmailQueue
> rpop UserEmailQueue
1
> rpop UserEmailQueue
2
可以把 redis 的队列视为分布式队列，作为消息队列时，生产者在一头塞数据，消费者在另一头出数据: (lpush/rpop, rpush/lpop)。不过也有一些不足，而这些不足有可能是致命的，不过对于一些丢几条消息也没关系的场景还是可以考虑的
- 没有 ack，有可能丢消息
- 需要做
redis的持久化配置
# 过滤器 (dupefilter)
> sadd UrlSet http://1
(integer) 1
> sadd UrlSet http://2
(integer) 1
> sadd UrlSet http://2
(integer) 0
> smembers UrlSet
1) "http://1"
2) "http://2"
scrapy-redis (opens new window) 作为分布式的爬虫框架，便是使用了 redis 的 Set 这个数据结构来对将要爬取的 url 进行去重处理。
# https://github.com/rmax/scrapy-redis/blob/master/src/scrapy_redis/dupefilter.py
def request_seen(self, request):
"""Returns True if request was already seen.
Parameters
----------
request : scrapy.http.Request
Returns
-------
bool
"""
fp = self.request_fingerprint(request)
added = self.server.sadd(self.key, fp)
return added == 0
不过当 url 过多时，会有内存占用过大的问题
# 分布式锁
set Lock:User:10086 06be97fc-f258-4202-b60b-8d5412dd5605 EX 60 NX
# 释放锁，一段 LUA 脚本
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("del",KEYS[1])
else
return 0
end
这是一个最简单的单机版的分布式锁，有以下要点
EX表示锁会过期释放NX保证原子性- 解锁时对比资源对应产生的 UUID，避免误解锁
当你使用分布式锁是为了解决一些性能问题，如分布式定时任务防止执行多次 (做好幂等性)，而且鉴于单点 redis 挂掉的可能性很小，可以使用这种单机版的分布式锁。
# Rate Limit
限流即在单位时间内只允许通过特定数量的请求，有两个关键参数
- window，单位时间
- max，最大请求数量
最常见的场景: 短信验证码一分钟只能发送两次
FUNCTION LIMIT_API_CALL(ip):
current = GET(ip)
IF current != NULL AND current > 10 THEN
ERROR "too many requests per second"
ELSE
value = INCR(ip)
IF value == 1 THEN
EXPIRE(ip,1)
END
PERFORM_API_CALL()
END
可以使用计数器对 API 的请求进行限流处理，但是要注意几个问题
- 在平滑的滑动窗口时间内在极限情况下会有两倍数量的请求数
- 条件竞争 (Race Condition)
这时候可以通过编程，根据 TTL key 进行进一步限制，或者使用一个 LIST 来维护每次请求打来的时间戳进行实时过滤。以下是 node 实现的一个 Rate Limter。参考源码 node-rate-limiter-flexible (opens new window)
this.client
.multi()
.set(rlKey, 0, 'EX', secDuration, 'NX')
.incrby(rlKey, points)
.pttl(rlKey)
.exec((err, res) => {
if (err) {
return reject(err);
}
return resolve(res);
})
if (res.consumedPoints > this.points) {
// ...
} else if (this.execEvenly && res.msBeforeNext > 0 && !res.isFirstInDuration) {
// ...
setTimeout(resolve, delay, res);
} else {
resolve(res);
}
# 分布式 websocket
可以通过 redis 的 PUB/SUB 来在 websocket server 间进行交流。可以参考以下项目