批量執行 Redis 命令的 4 種方式！

前言

在我們的印象中 Redis 命令好像都是一個個單條進行執行的，

如果有人問你如何批量執行 Redis 命令，你能回答的上嗎，或者說能答出幾種方式呢？

最容易想到的是 Redis 的一些批量命令，例如 MGET

今天小許就這個問題給大家總結一下！

Redis 命令執行過程

在瞭解批量執行有哪些方式之前，我們簡單回顧下 Redis 命令執行的過程：

爲什麼需要批量執行命令呢？

在瞭解批量執行命令有哪些方式之前，我們先簡單整理下【批量執行命令】比【執行多個單 Redis 命令】能帶來哪些好處！

通過批量執行命令好處如下：

你看單個執行命令每次都需要發送進行網絡傳輸，同樣多的執行，批量執行可以有效減小網絡開銷，減少 RTT（往返時間）。

批量執行命令的方式

有以下四種常見批量執行命令的方式：

    1. Redis 原生命令：例如 MSET、HMGET、HMSET、SADD

  2. 2. pipeline（管道）

  3. 3. Lua 腳本

  4. 4. Redis 事務

我們來給每種方式簡單舉個栗子，然後看看有什麼需要注意的地方！

原生批量命令

Redis 的原生命令就支持批量命令的操作，比如：HMSET、HMGET、SADD。

其實嚴格來說上述命令不屬於批量操作，而是在一個指令中處理多個 key，我們來看下具體該如何使用。

String 字符串

MSET：設置一個或多個指定 key 的值

MGET：從一個或多個指定的 key 中獲取值

MSET key value [key value ...]
MGET key [key ...]

Hash 哈希

操作哈希類型時，使用 HMSET 和 HMGET 命令分別設置和獲取多個字段及其值

HMSET：將一個或多個 field-value 對設置到指定哈希表中

HMGET：從指定指定哈希表中一個或者多個字段的值

HMSET key field value [field value ...]
HMGET key field [field ...]

Sorted Set 有序集合

SADD 可以將多個元素添加到有序集合

SADD key member [member ...]

📢 注意

🚩 Redis Cluster 中 MGET 操作可能無法保證原子性！

因爲在 Redis Cluster 中，MGET 操作涉及多個鍵的讀取操作，並且這些鍵無法保證所有的 key 都在同一個 hash slot（哈希槽）上。

而 Redis Cluster 的節點間可能會有網絡延遲和不同的負載情況，MGET 操作不能保證在同一時刻原子地獲取所有鍵的值。

不過相較於非批量操作，這些指令可以節省不少網絡傳輸次數，畢竟不用發送一次命令，服務器響應一次。

pipeline(管道)

Redis Pipeline（管道）命令是一種優化網絡通信的技術，可以將多個命令一次性發送給 Redis 服務器，可以減少客戶端與 Redis 服務器之間的網絡通信次數。

客戶端將多個命令發送到 Redis 服務器，Redis 服務器將這些命令緩存起來，然後一次性執行，最後將執行結果一次性返回給客戶端。

使用 Redis Pipeline 好處很明顯，可以避免在每個命令執行時都進行一次網絡通信，時間開銷變爲：

🚩 1 次 pipeline（n 條命令） = 1 次網絡時間 + 執行 n 條命令時間

使用

這裏用 Golang 語言看看如何使用 pipeline , 從代碼中可以看出需要服務端和客戶端的共同實現，不像原生批量命令一樣 Redis 直接支持實現。

package main
import (

    "github.com/go-redis/redis"
)
func main() {
    pipe := client.Pipeline()
    defer pipe.Close()
    // 封裝 pipeline待執行命令
    set := pipe.Set("key", "value", 0)
    get := pipe.Get("key")
    // 執行 pipeline
    _, err := pipe.Exec()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    // 獲取 pipeline執行結果
    val, err := get.Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
}

📢 注意

🚩 1：Redis Cluster 中 Pipeline 命令操作可能無法保證原子性！

因爲 Redis Cluster 採用的分片機制，這些鍵無法保證所有的 key 都在同一區域 hash slot（哈希槽）上，所以不同的命令可能會發送到不同的節點上。

這意味着即使你使用 Pipeline，每個命令仍然在不同的節點上進行處理，可能會導致多個命令的執行不是在同一時刻進行的。

🚩 2：pipeline 能執行有依賴關係的命令嗎？

答案是不可以的，如果 pipeline 中後一個命令的執行需要依賴前一個命令的執行結果，就沒辦法滿足需求了。

🚩 3：pipeline 對發送的命令有數量限制嗎？

雖然命令可以一次性發給 Redis 服務端，但是考慮帶寬等情況，建議不多於 500 個命令，或者根據實際命令的數據類型定。

爲了保證更高的一致性和原子性，就需要考慮使用其他方式，比如 Lua 腳本、事務的方式了，我們繼續往下看！

Lua 腳本

我們知道 Redis 支持使用 Lua 腳本來執行自定義的複雜邏輯，因此使用 Lua 腳本，我們可以在 Redis 服務器端執行多個命令。

而且 Lua 腳本具有原子性，即腳本中的所有命令會在同一時間內執行，不會被其他命令打斷。

使用

在 Redis 中使用 EVAL 命令使用 Lua 解釋器執行腳本，語法如下：

redis 127.0.0.1:6379> EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

📢 注意

Redis Cluster 下 Lua 腳本的原子操作同樣無法操作，原因也是無法保證所有的 key 都在同一個 hash slot（哈希槽）上。

Redis 事務

Redis 事務（Transaction）通過將多個 Redis 操作封裝爲一個原子性的操作序列，確保在事務執行過程中，不會受到其他客戶端的干擾。

🚩 比起原生命令和 pipeline 批量執行方式，事務的執行具備原子性，即全部被執行或全部不執行，並且在持久化時也具備原子性。

使用

Redis 事務使用以下三個命令進行操作：

用過數據庫事務的對這幾個命令也很容易理解，MULTI 和 EXEC 之間的所有命令將作爲一個整體被執行。這些命令會被放入隊列中，等待 EXEC 命令的調用，一旦 EXEC 命令被調用，所有的命令將按照順序被執行。

📢 注意

Redis Cluster 支持 transaction，但是前提是 transaction 涉及的所有 key 都屬於同一 hash slot

所有需要被事務處理的鍵必須分佈在同一個節點上

👉 Redis Cluster 模式下該如何正確使用批量命令操作？

通過對上面四種方式的總結，可以發現在 Redis Cluster 模式下會存在 key 可能不屬於同一個節點的 hash slot（哈希槽）上，導致不能按實際想的方式去執行。

小許查了下也有一些解決方式，看下是否適合你。

✏️ hash-tag 方式：

Redis Cluster 模式一般都是支持 hash-tag 功能，它可以將多個 key 強制分配到一個節點上，它的操作時間 =1 次網絡時間 +n 次命令時間。

這種方式雖然性能高，可能會因爲不均衡問題導致 Redis Cluster 部分節點負載過高。

✏️ 維護 Hash Slot 映射關係：

因爲主要問題在於，不能讓所有的 key 在同一個節點上執行，那麼我們在客戶端維護一個 key 和 slot 的映射關係，是不是就讓 key 固定在了一個節點的 hash slot 執行了！

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/HflvMVCvA5LNpgIHF04WNw

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