Redis瞬時高并發秒殺的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關Redis瞬時高并發秒殺的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

1.Redis

豐富的數據結構（Data Structures）

字符串（String）

    Redis字符串能包含任意類型的數據;；

     一個字符串類型的值最多能存儲512M字節的內容；

    利用INCR命令簇（INCR, DECR, INCRBY）來把字符串當作原子計數器使用；

    使用APPEND命令在字符串后添加內容。

列表（List）

    Redis列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序；

    你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊：LPUSH）或者尾部（右邊：RPUSH）；

     一個列表最多可以包含232-1個元素（4294967295，每個表超過40億個元素）；

     在社交網絡中建立一個時間線模型，使用LPUSH去添加新的元素到用戶時間線中，使用LRANGE去檢索一些最近插入的條目；

     你可以同時使用LPUSH和LTRIM去創建一個永遠不會超過指定元素數目的列表并同時記住最后的N個元素；

     列表可以用來當作消息傳遞的基元（primitive），例如，眾所周知的用來創建后臺任務的Resque Ruby庫。

集合（Set）

    Redis集合是一個無序的，不允許相同成員存在的字符串合集（Uniq操作，獲取某段時間所有數據排重值）；

    支持一些服務端的命令從現有的集合出發去進行集合運算，如合并（并集：union）,求交(交集：intersection)，差集, 找出不同元素的操作（共同好友、二度好友）；

    用集合跟蹤一個獨特的事。想要知道所有訪問某個博客文章的獨立IP？只要每次都用SADD來處理一個頁面訪問。那么你可以肯定重復的IP是不會插入的（ 利用唯一性，可以統計訪問網站的所有獨立IP）；

    Redis集合能很好的表示關系。你可以創建一個tagging系統，然后用集合來代表單個tag。接下來你可以用SADD命令把所有擁有tag的對象的所有ID添加進集合，這樣來表示這個特定的tag。如果你想要同時有3個不同tag的所有對象的所有ID，那么你需要使用SINTER。

    使用SPOP或者SRANDMEMBER命令隨機地獲取元素。

哈希（Hashes）

     Redis Hashes是字符串字段和字符串值之間的映射；

     盡管Hashes主要用來表示對象，但它們也能夠存儲許多元素。

有序集合（Sorted Sets）

     Redis有序集合和Redis集合類似，是不包含相同字符串的合集；

    每個有序集合的成員都關聯著一個評分，這個評分用于把有序集合中的成員按最低分到最高分排列（排行榜應用，取TOP N操作）；

    使用有序集合，你可以非常快地（O(log(N))）完成添加，刪除和更新元素的操作；

    元素是在插入時就排好序的，所以很快地通過評分(score)或者位次(position)獲得一個范圍的元素（需要精準設定過期時間的應用）；

     輕易地訪問任何你需要的東西: 有序的元素，快速的存在性測試，快速訪問集合中間元素；

     在一個巨型在線游戲中建立一個排行榜，每當有新的記錄產生時，使用ZADD 來更新它。你可以用ZRANGE輕松地獲取排名靠前的用戶， 你也可以提供一個用戶名，然后用ZRANK獲取他在排行榜中的名次。 同時使用ZRANK和ZRANGE你可以獲得與指定用戶有相同分數的用戶名單。 所有這些操作都非常迅速；

    有序集合通常用來索引存儲在Redis中的數據。 例如：如果你有很多的hash來表示用戶，那么你可以使用一個有序集合，這個集合的年齡字段用來當作評分，用戶ID當作值。用ZRANGEBYSCORE可以簡單快速地檢索到給定年齡段的所有用戶。

復制（Replication, Redis復制很簡單易用，它通過配置允許slave Redis Servers或者Master Servers的復制品） 一個Master可以有多個Slaves能通過接口其他slave的鏈接，除了可以接受同一個master下面slaves的鏈接以外，還可以接受同一個結構圖中的其他slaves的鏈接redis復制是在master段是非阻塞的，這就意味著master在同一個或多個slave端執行同步的時候還可以接受查詢復制在slave端也是非阻塞的，假設你在redis.conf中配置redis這個功能，當slave在執行的新的同步時，它仍可以用舊的數據信息來提供查詢，否則，你可以配置當redis slaves去master失去聯系是，slave會給發送一個客戶端錯誤為了有多個slaves可以做只讀查詢，復制可以重復2次，甚至多次，具有可擴展性（例如：slaves對話與重復的排序操作，有多份數據冗余就相對簡單了）他可以利用復制去避免在master端保存數據，只要對master端redis.conf進行配置，就可以避免保存（所有的保存操作），然后通過slave的鏈接，來實時的保存在slave端LRU過期處理（Eviction） EVAL 和 EVALSHA 命令是從 Redis 2.6.0 版本開始的，使用內置的 Lua 解釋器，可以對 Lua 腳本進行求值Redis 使用單個 Lua 解釋器去運行所有腳本，并且， Redis 也保證腳本會以原子性(atomic)的方式執行： 當某個腳本正在運行的時候，不會有其他腳本或 Redis 命令被執行。 這和使用 MULTI / EXEC 包圍的事務很類似。 在其他別的客戶端看來，腳本的效果(effect)要么是不可見的(not visible)，要么就是已完成的(already completed)LRU過期處理（Eviction）。

Redis允許為每一個key設置不同的過期時間，當它們到期時將自動從服務器上刪除（EXPIRE）。

事務 MULTI 、 EXEC 、 DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事務的基礎事務是一個單獨的隔離操作：事務中的所有命令都會序列化、按順序地執行。事務在執行的過程中，不會被其他客戶端發送來的命令請求所打斷事務中的命令要么全部被執行，要么全部都不執行，EXEC 命令負責觸發并執行事務中的所有命令  Redis 的 Transactions 提供的并不是嚴格的 ACID 的事務Transactions 還是提供了基本的命令打包執行的功能： 可以保證一連串的命令是順序在一起執行的，中間有會有其它客戶端命令插進來執行Redis 還提供了一個 Watch 功能，你可以對一個 key 進行 Watch，然后再執行 Transactions，在這過程中，如果這個 Watched 的值進行了修改，那么這個 Transactions 會發現并拒絕執行數據持久化 RDB。

特點：

RDB持久化方式能夠在指定的時間間隔能對你的數據進行快照存儲。

優點：

RDB是一個非常緊湊的文件,它保存了某個時間點得數據集,非常適用于數據集的備份；

RDB是一個緊湊的單一文件, 非常適用于災難恢復；

RDB在保存RDB文件時父進程唯一需要做的就是fork出一個子進程,接下來的工作全部由子進程來做，父進程不需要再做其他IO操作，所以RDB持久化方式可以最大化redis的性能；

與AOF相比,在恢復大的數據集的時候，RDB方式會更快一些。

缺點：

如果你希望在redis意外停止工作（例如電源中斷）的情況下丟失的數據最少的話，那么RDB不適合，Redis要完整的保存整個數據集是一個比較繁重的工作。

RDB 需要經常fork子進程來保存數據集到硬盤上,當數據集比較大的時候,fork的過程是非常耗時的,可能會導致Redis在一些毫秒級內不能響應客戶端的請求.如果數據集巨大并且CPU性能不是很好的情況下,這種情況會持續1秒,AOF也需要fork,但是你可以調節重寫日志文件的頻率來提高數據集的耐久度。

AOF

特點

AOF持久化方式記錄每次對服務器寫的操作；

redis重啟的時候會優先載入AOF文件來恢復原始的數據,因為在通常情況下AOF文件保存的數據集要比RDB文件保存的數據集要完整。

優點

     使用AOF 會讓你的Redis更加耐久: 你可以使用不同的fsync策略：無fsync,每秒fsync,每次寫的時候fsync；

     AOF文件是一個只進行追加的日志文件,所以不需要寫入seek；

    Redis 可以在 AOF 文件體積變得過大時，自動地在后臺對AOF 進行重寫；

    AOF 文件有序地保存了對數據庫執行的所有寫入操作， 這些寫入操作以 Redis 協議的格式保存， 因此 AOF 文件的內容非常容易被人讀懂， 對文件進行分析（parse）也很輕松。 導出（export） AOF 文件也非常簡單；

缺點

    對于相同的數據集來說，AOF 文件的體積通常要大于 RDB 文件的體積；

    根據所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能會慢于 RDB。

選擇

     同時使用兩種持久化功能。

分布式 Redis Cluster （Redis 3版本）Keepalived

     當Master掛了后，VIP漂移到Slave；Slave 上keepalived 通知redis 執行：slaveof no one ,開始提供業務；

     當Master起來后，VIP 地址不變，Master的keepalived 通知redis 執行slaveof slave IP host ，開始作為從同步數據；

    依次類推。

Twemproxy

     快、輕量級、減少后端Cache Server連接數、易配置、支持ketama、modula、random、常用hash 分片算法；

     對于客戶端而言，redis集群是透明的，客戶端簡單，遍于動態擴容；

    Proxy為單點、處理一致性hash時，集群節點可用性檢測不存在腦裂問題；

     高性能，CPU密集型，而redis節點集群多CPU資源冗余，可部署在redis節點集群上，不需要額外設備。

高可用（HA） Redis Sentinel（redis自帶的集群管理工具 ）

     監控（Monitoring）： Redis Sentinel實時監控主服務器和從服務器運行狀態；

    提醒（Notification）：當被監控的某個 Redis 服務器出現問題時， Redis Sentinel 可以向系統管理員發送通知， 也可以通過API 向其他程序發送通知；

     自動故障轉移（Automatic failover）： 當一個主服務器不能正常工作時，Redis Sentinel 可以將一個從服務器升級為主服務器， 并對其他從服務器進行配置，讓它們使用新的主服務器。當應用程序連接到 Redis 服務器時， Redis Sentinel會告之新的主服務器地址和端口。

單M-S結構

    單M-S結構特點是在Master服務器中配置Master Redis（Redis-1M）和Master Sentinel（Sentinel-1M）；

    Slave服務器中配置Slave Redis（Redis-1S）和Slave Sentinel（Sentinel-1S）；

     其中 Master Redis可以提供讀寫服務，但是Slave Redis只能提供只讀服務。因此，在業務壓力比較大的情況下，可以選擇將只讀業務放在Slave Redis中進行。

雙M-S結構

    雙M-S結構的特點是在每臺服務器上配置一個Master Redis，同時部署一個Slave Redis。由兩個Redis Sentinel同時對4個Redis進行監控。兩個Master Redis可以同時對應用程序提供讀寫服務，即便其中一個服務器出現故障，另一個服務器也可以同時運行兩個Master Redis提供讀寫服務；

    缺點是兩個Master redis之間無法實現數據共享，不適合存在大量用戶數據關聯的應用使用。

單M-S結構和雙M-S結構比較

    單M-S結構適用于不同用戶數據存在關聯，但應用可以實現讀寫分離的業務模式。Master主要提供寫操作，Slave主要提供讀操作，充分利用硬件資源；

    雙（多）M-S結構適用于用戶間不存在或者存在較少的數據關聯的業務模式，讀寫效率是單M-S的兩（多）倍，但要求故障時單臺服務器能夠承擔兩個Mater Redis的資源需求；

    發布/訂閱（Pub/Sub）監控：Redis-Monitor 歷史redis運行查詢：CPU、內存、命中率、請求量、主從切換等實時監控曲線。

2.數據類型Redis使用場景

String

計數器應用

List

    取最新N個數據的操作；

    消息隊列；

    刪除與過濾；

    實時分析正在發生的情況，用于數據統計與防止垃圾郵件（結合Set）；

Set Uniqe操作，獲取某段時間所有數據排重值實時系統，反垃圾系統共同好友、二度好友利用唯一性，可以統計訪問網站的所有獨立 IP好友推薦的時候，根據 tag 求交集，大于某個 threshold 就可以推薦Hashes。

    存儲、讀取、修改用戶屬性；

Sorted Set 排行榜應用，取TOP N操作需要精準設定過期時間的應用（時間戳作為Score）帶有權重的元素，比如一個游戲的用戶得分排行榜過期項目處理，按照時間排序。

3.Redis解決秒殺/搶紅包等高并發事務活動

    秒殺開始前30分鐘把秒殺庫存從數據庫同步到Redis Sorted Set；

    用戶秒殺庫存放入秒殺限制數長度的Sorted Set；

    秒殺到指定秒殺數后，Sorted Set不在接受秒殺請求，并顯示返回標識；

    秒殺活動完全結束后，同步Redis數據到數據庫，秒殺正式結束。

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