GaussDB（for Redis）游戲實踐：玩家下線行為上報

本文分享自華為雲社區《GaussDB(for Redis) 游戲實踐：玩家下線行為上報》，作者：GaussDB 資料庫

為保護未成年人的身心健康，2007年國家推出網路游戲防沉迷系統，對未成年人的游戲時間進行限制。游戲廠家需要及時感知用戶的下線時間並上報。Redis是游戲資料庫重要選型之一，在基於開源Redis實現以上功能時，感知用戶下線行為延遲大，導致上報時間不准確。華為雲GaussDB(for Redis)作為一款企業級游戲資料庫，具備卓越的企業級能力，能及時上報用戶下線行為，並被廣泛應用於排行榜等多種業務場景。

一、基於Redis的用戶下線上報實現

實現用戶下線上報能力的常見方式

使用Redis key過期功能，結合鍵空間通知功能可以實現用戶下線上報，常見使用方式如下：

1）用戶登錄後，為每一個用戶key設置一個過期時間（3-5分鐘）

2）游戲客戶端，定期每分鐘上報一次心跳。收到心跳後，服務端重置游戲用戶key的過期時間

3）為避免網路波動造成的未及時上報，若5分鐘內，收到心跳，則重置過期時間；若未收到，將觸發key過期，系統判定用戶下線。

因此，Redis鍵空間通知功能要及時感知key過期，以確保上報時間的準確性。

Redis鍵空間通知功能

Redis鍵空間通知（keyspace notification），允許用戶通過訂閱頻道或模式， 以接收key的修改、過期等通知。對於每個key的修改，鍵空間通知都會發送兩種不同類型的事件。以DB0用戶mykey過期為例，Redis會發送兩條消息，相當於執行了兩個publish命令：

• PUBLISH __keyspace@0__:mykey expire
• PUBLISH __keyevent@0__:expire mykey

通過訂閱頻道 __keyspace@0__:mykey 可以接收 0 號資料庫中所有修改鍵 mykey 的事件， 而訂閱頻道 __keyevent@0__:expire 則可以接收 0 號資料庫中所有執行 expire 命令的鍵。其中以 keyspace 為首碼的頻道被稱為鍵空間通知，而以 keyevent 為首碼的頻道則被稱為鍵事件通知。

可以通過命令CONFIGSET notify-keyspace-events [parameter]來開啟或者關閉鍵空間通知功能，若parameter為空則表示關閉該功能，若不空則開啟。通常將參數設置為“AKE”，表示發送所有類型通知。

通過以下命令，可以訂閱DB0所有過期的用戶key

redis-cli --csv psubscribe '__keyevent@0__:expire'

二、GaussDB(for Redis)與開源Redis key過期鍵空間通知延時對比

Redis規格：都採用4GB的規格

測試步驟：

1）使用memtier_benchmark預置10w個key

2）使用客戶端定期key過期事件

3）使用python腳本，對其中的3w個key設置10s過期時間

4) 分別在有業務流量和無業務流量場景，統計收到3w個key過期的通知耗時

測試結果：

可以看出，在有無業務流量場景下，GaussDB(for Redis)僅需9秒可以完成全部key過期的上報，而社區Redis需要4分鐘左右才能完成上報，嚴重影響用戶下線行為上報的準確性。

三、原理分析

開源Redis鍵空間通知功能採用了惰性刪除和定期刪除兩種策略，即在訪問的時候進行過期檢查，同時後臺以一定頻率執行定期檢查任務，可以通過修改配置文件redis.conf的hz選項來調整這個頻率。每次過期任務會按以下流程進行刪除操作：

1. 從設置了過期時間的key的集合中隨機檢查20個key。
2. 刪除檢查中發現的所有過期key。
3. 如果檢查結果中25%以上的key已過期，則開始新一輪任務。

可以註意到，開源Redis並不是一次運行就檢查所有的庫中所有的鍵，而是隨機檢查一定數量的鍵，從而導致上報延時長。而GaussDB(for Redis)後臺有一個實時線程會對key進行持續掃描，及時上報過期key，也不會影響前臺寫操作。

四、總結

GaussDB(for Redis)是一款超越開源Redis的企業級KV資料庫，在游戲場景中，除了被應用在游戲玩家下線場景，還被廣泛應用在玩家數據存儲、排行榜、好友關係、消息推送等場景。採用存算分離的架構，既能滿足游戲業務對高併發的性能指標要求，又能降本增效，深受游戲開發者的青睞。

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