Redis最常見的5種應用場景

Redis作為當今最流行的記憶體資料庫，已經成為服務端加速的必備工具之一。對於Redis為什麼那麼快？以及Redis採用單線程，但為什麼反而獲得更高的性能的疑問，在之前的Redis為什麼那麼快？一文中，已經有所介紹。

今天通過這篇，我們來瞭解一下Redis最常見的5種應用場景。您可以通過視頻來學習，如果您不方便觀看視頻，也可以通過文字內容學習，文字部分做了更概要的總結。

緩存（Cache）

Redis的第一個應用場景是Redis作為緩存對象來加速Web應用的訪問。

在該場景下，有一些存儲於資料庫中的數據會被頻繁訪問，如果頻繁的訪問資料庫，資料庫負載會升高，同時由於資料庫IO比較慢，應用程式的響應會比較差。此時，如果引入Redis來存儲這些被頻繁訪問的數據，就可以有效的降低資料庫的負載，同時提高應用程式的請求響應。

會話存儲（Session）

使用Redis來存儲會話（Session）數據，可以實現在無狀態的伺服器之間共用用戶相關的狀態數據數據。

當用戶登錄Web應用時候，將會話數據存儲於Redis，並將唯一的會話ID（Session ID）返回到客戶端的Cookie中。當用戶再嚮應用發送請求時，會將此會話ID包含在請求中。無狀態的Web伺服器，根據這個會話ID從Redis中搜索相關的會話數據來進一步請求處理。

這裡需要註意的是，Redis是記憶體資料庫，如果採用單實例部署。那麼當Redis伺服器故障重啟之後，所有的Session會話會消失，用戶不得不重新登錄來獲取新的Session。所以，當拿Redis來存儲Session的時候，建議採用主從的集群模式來部署。這樣，即使主伺服器掛了，馬上有從庫接管流量，不影響用戶的使用。

分散式鎖（Distributed Lock）

當我們在應用中部署了多個節點，這些節點需要操作同一個資源的時候會存在競爭。此時，我們可以使用Redis來作為分散式鎖，以協調多個節點對共用資源的操作。

這裡主要是用Redis的原子操作命令：SETNX，該命令僅允許key不存在的時候才能設置key。

下圖展示了一個簡單用例。Client 1通過SETNX命令嘗試創建lock 1234abcd。如果當前還沒有這個key，那麼將返回1。Client 1獲得鎖，就可以執行對共用資源的操作，操作完成之後，刪除剛剛創建的lock（釋放分散式鎖）。如果Client 1在執行SETNX命令的時候，返回了0，說明有其他客戶端占用了這key，那麼等待一段時間（等其他節點釋放）之後再嘗試。

上面這個簡單實現雖然可以滿足很多用例，但它並不具備良好的容錯機制。如果要在生產上是用的話，更推薦採用一些更高質量的分散式鎖實現。比如，Java平臺的話，可以選擇：Redisson.

速率限制器（Rate Limiter）

由於Redis提供了計數器功能，所以我們可以通過該能力，配合超時時間，來實現速率限制器，最常見的場景就是服務端是用的請求限流。

一個基本的限速實現如下圖：

根據用戶id或者ip來作為key，使用INCR命令來記錄用戶的請求數量。然後將該請求數量與允許的請求上限數量做比較，只有低於限制的時候，才會執行請求處理。如果超過限制，就拒絕請求。

同時，請求數量的計數器需要設置一個時間視窗，比如：1分鐘。也就是沒過一分鐘時間，計數器將被清零，重新計數。所以，當一個時間視窗中被限流之後，等到下一個時間視窗，就能恢復繼續請求。以實現限制速率的效果。

除了時間窗演算法之外，漏桶演算法也能通過Redis來實現。

排行榜（Rank/Leaderboard）

由於Redis提供了排序集合（Sorted Sets）的功能，所以很多游戲應用採用Redis來實現各種排行榜功能。

排序集合是唯一元素（比如：用戶id）的集合，每個元素按分數排序，這樣可以快速的按分數來檢索元素

小結

Redis的應用非常廣泛，這裡僅總結了一些常見的用法。除此之外，還有很多有意思的應用，這取決於業務場景。大家可以舉一反三。

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