摘要：首發(fā)于樊浩柏科學(xué)院的管道是用來打包多條無關(guān)命令批量執(zhí)行，以減少多個(gè)命令分別執(zhí)行帶來的網(wǎng)絡(luò)交互時(shí)間。在一些批量操作數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，使用管道可以顯著提升的讀寫性能。這時(shí)，可以使用管道實(shí)現(xiàn)，也可以內(nèi)嵌腳本實(shí)現(xiàn)。

首發(fā)于 樊浩柏科學(xué)院

Redis 的 管道 （pipelining）是用來打包多條無關(guān)命令批量執(zhí)行，以減少多個(gè)命令分別執(zhí)行帶來的網(wǎng)絡(luò)交互時(shí)間。在一些批量操作數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，使用管道可以顯著提升 Redis 的讀寫性能。

Redis 的管道實(shí)質(zhì)就是命令打包批量執(zhí)行，多次網(wǎng)絡(luò)交互減少到單次。使用管道和不使用管道時(shí)的交互過程如下：

我們使用 nc 命令來直觀感受下 Redis 管道的使用過程：

# 安裝nc命令
$ yum install nc
# nc打包多個(gè)命令
$ (printf "PING
PING
PING
") | nc localhost 6379
# 響應(yīng)
+PONG
+PONG
+PONG

因此，只要通過管道進(jìn)行命令打包后，Redis 就可以批量返回命令的執(zhí)行結(jié)果了。

首先，構(gòu)造示例需要的 Hash 用戶數(shù)據(jù)：

$keyPrex = "user:hash:u:";
for ($i=1; $i<=10000; $i++) {
    $redis->hMset($keyPrex.$i, [
        "name"   => name(),       //name()函數(shù)生成隨機(jī)姓名
        "age"    => rand(21, 30),
        "sex"    => rand(0, 1),
        "is_new" => rand(0, 1)
    ]);
}

然后，查看導(dǎo)入 Redis 中的數(shù)據(jù)：

127.0.0.1:6379> keys user:hash:u:*
 9997) "user:hash:u:3013"
 9998) "user:hash:u:8971"
 9999) "user:hash:u:4761"
10000) "user:hash:u:1828"

127.0.0.1:6379> HGETALL user:hash:u:1828
1) "name"
2) "ggrg"
3) "age"
4) "23"
5) "sex"
6) "0"
7) "is_new"
8) "1"

在某個(gè)社交活動(dòng)中，通過一系列篩選邏輯后取得種子用戶 uid，然后用這些 uid 去 Hash 獲取用戶的信息。這種情況下你會(huì)怎么來處理呢？

一般情況下，在數(shù)據(jù)量較小時(shí)，我們會(huì)直接使用 HGETALL 命令遍歷地獲取用戶數(shù)據(jù)。

$start = nowTime();
foreach (range(1, 1000) as $id) {
    $user[] = $redis->hgetAll($keyPrex.$id);
}
echo "時(shí)間：", nowTime() - $start, "ms", PHP_EOL;

時(shí)間：39ms

執(zhí)行所用時(shí)間：39ms

因?yàn)橥ㄟ^ uid 批量獲取用戶數(shù)據(jù)，各個(gè)命令并沒有依賴關(guān)系，所以可以使用 Redis 的管道來優(yōu)化查詢。

$start = nowTime();
$redis->multi(Redis::PIPELINE);
foreach (range(1, 1000) as $id) {
    //返回資源id相同的socket資源，并未執(zhí)行命令
    $redis->hgetAll($keyPrex.$id);  
}
$user = $redis->exec();
echo "時(shí)間：", nowTime() - $start, "ms", PHP_EOL;

時(shí)間：6ms

使用管道后，執(zhí)行時(shí)間顯著地減少為：6ms。使用 tcpdump 抓取打包后的命令如下：

10:45:03.029049 IP localhost.58176 > localhost.6379: Flags [P.], seq 2255478840:2255479211, ack 3144685411, win 342, options [nop,nop,TS val 17640474 ecr 17640474], length 371
E..../@.@.o..........@...o.8.p.c...V.......
,.*2
$7
HGETALL
$13
user:hash:u:1
*2
$7
HGETALL
$13
user:hash:u:2
*2
$7
... ...

在批量操作（查詢和寫入）數(shù)據(jù)時(shí)，我們應(yīng)盡量避免多次跟 Redis 的網(wǎng)絡(luò)交互。這時(shí)，可以使用管道實(shí)現(xiàn)，也可以 Redis 內(nèi)嵌 Lua 腳本實(shí)現(xiàn)。需要注意的是：

管道只適用于無因果關(guān)聯(lián)的多命令操作，否則就需要借助 Lua 腳本實(shí)現(xiàn)批量操作；

在實(shí)際應(yīng)用中，Redis 往往不可能是單機(jī)部署，如果想要在集群中使用管道，可以部署為一主多從架構(gòu)，此時(shí)所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都一致，隨機(jī)選取節(jié)點(diǎn)使用管道即可；

在批量獲取數(shù)據(jù)時(shí)，盡管使用 Redis 的管道性能會(huì)顯著提升，但是使用管道時(shí) Redis 會(huì)緩存之前命令的結(jié)果，最后一并輸出給終端，因此所打包的命令不宜太多，否則內(nèi)存使用會(huì)很嚴(yán)重。