今天我們來聊聊 Redis 的使用案例。

Redis 是一種內(nèi)存鍵值數(shù)據(jù)庫。它支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如 String, Hash, List, Set 和 SortedSet。

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01 緩存

Redis 的最常用的用例是緩存，以加快網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的速度。在這種用例中，Redis 將經(jīng)常請求的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中。它允許網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器頻繁訪問的數(shù)據(jù)。這就減少了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，并縮短應(yīng)用程序的響應(yīng)時間。在大規(guī)模應(yīng)用中，緩存分布在 Redis 服務(wù)器集群中。

Redis 作為分布式緩存時需要考慮的其他問題包括：

• 設(shè)置正確的 TTL (Time to Live)
• 處理冷啟動時對數(shù)據(jù)庫的密集訪問

02 Session 存儲

另一個常見用例是將 Redis 用作 Session 存儲，在無狀態(tài)服務(wù)之間共享 Session 數(shù)據(jù)。

當(dāng)用戶登錄網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時，服務(wù)端會創(chuàng)建一個唯一的 Session ID，Session 數(shù)據(jù)會存儲在 Redis 中，然后 Session 作為 Cookie 的一部分返回給客戶端。

當(dāng)用戶向應(yīng)用程序發(fā)出請求時，Session ID 會包含在請求中。無狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器會使用 Session 數(shù)據(jù)。值得注意的是 Redis 是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。如果 Redis 服務(wù)器重啟，存儲在 Redis 中的 Session 數(shù)據(jù)會丟失。

即使 Redis 提供了 RDB 和 AOF 等持久化選項，但這些選項在重啟時加載數(shù)據(jù)的時間往往太長，不實用。在實際生產(chǎn)環(huán)境中，數(shù)據(jù)會復(fù)制到備份實例。如果主實例崩潰，備份迅速升級，接管流量。

03 分布式鎖

需要協(xié)調(diào)對某些共享資源的訪問時，就會使用分布式鎖。Redis 通過其原子命令（如 SETNX， SET if Not eXists）來做分布式鎖。它允許調(diào)用者設(shè)置一個不存在的鍵。

比如，客戶端通過設(shè)置一個唯一的 Key 來獲取鎖：

SETNX lock "1234abcd" EX 3

如果 Key 尚未設(shè)置，SETNX 命令返回 1，表明鎖已被客戶端獲取。客戶端完成工作后 刪除 Key ，釋放鎖。

如果 Key 已被設(shè)置，SETNX 命令返回 0，表明鎖已被其他客戶機(jī)持有。在這種情況下，客戶端會等待并重試 SETNX 操作，直到鎖被其他客戶端釋放。

請注意，這種簡單的實現(xiàn)對于許多用例來說已經(jīng)足夠好了，但并非完全容錯。對于生產(chǎn)應(yīng)用，許多 Redis 客戶端庫提供高質(zhì)量的分布式鎖實現(xiàn)。

04 限流

Redis 可用作限流。一個非常基本的限流算法是這樣工作的：

對于每個用戶請求，其請求的 IP 或用戶 ID 用作 Key。每個請求都會使鍵值遞增。將當(dāng)前計數(shù)與允許的速率限制進(jìn)行比較，如果計數(shù)在速率限制范圍內(nèi)，則處理請求。如果計數(shù)超過速率限制，則拒絕請求。Key可以設(shè)置為在特定時間窗口（如一分鐘）后過期，以重置下一個時間窗口的計數(shù)。

05 游戲排行榜

對于大多數(shù)規(guī)模不是很大的游戲來說，Redis 是一種很好的實現(xiàn)方式。SortedSet 是實現(xiàn)這一功能的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

SortedSet 的每個元素都有一個與之相關(guān)的分?jǐn)?shù)。元素按分?jǐn)?shù)排序。這樣就可以在對數(shù)時間內(nèi) 完成排序。

06 購物車

我們可以使用 Hash 來表示購物車中的鍵值對。對于簡單的電商平臺來說，在 Redis 中實現(xiàn)購物車可以兼顧用戶體驗和快速交付。

07 計算用戶留存率

我們可以使用 Bitmap 來表示每天登錄的用戶并計算用戶保留率。這種計數(shù)功能占用的內(nèi)存很少。

08 消息隊列

我們可以使用 List 來做消息隊列。也可以使用 Redis 的 PubSub 功能來實現(xiàn)類似的消息總線功能。