Redis數據庫在網游服務器開發中的應用

紀國賢

摘 要 Redis 是一個開源的內存數據庫，具有速度快，類型全，支持多種語言操作，可以把內存中的數據同步存儲到硬盤上保存等優點，被廣泛應用于網站大數據搜索，游戲服務器等領域。

關鍵詞 Redis 網絡游戲 Key-Value

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

Redis是一個開源的，先進的key-value持久化產品。它通常被稱為數據結構服務器，它的值可以是字符串（String）、哈希（Map）、列表（List）、集合（Sets）和有序集合（Sorted sets）等類型?？梢栽谶@些類型上面做一些原子操作，如：字符串追加、增加Hash里面的值、添加元素到列表、計算集合的交集，并集和差集；或者區有序集合中排名最高的成員。為了取得好的性能，Redis是一個內存型數據庫。不限于此，看你怎么用了，也可以把數據保存到磁盤中，或者把數據操作指令追加了一個日志文件，把它用于持久化。也可以用Redis容易的搭建master-slave架構用于數據復制。Redis可以用大部分程序語言來操作：C、C++、C#、Java、Node.js、php、ruby等等。

Redis主要用于解決傳統關系型數據庫存儲和查詢等操作速度緩慢的問題，比如Mysql，Mssql。傳統網絡游戲中要把關系型數據庫的數據加載到內存中運算才能滿足游戲對數據的處理速度的需求。而從內存到數據庫保存數據是每隔一段時間保存的，如果服務器出現bug，那么內存里面的數據將會全部丟失。這就意味著玩家會丟失游戲數據，比如丟了裝備，丟了進度，只能被迫回檔，這顯然對游戲的運營造成了很大的困擾。因為Redis數據庫是運行在內存中的，相對于基于磁盤存儲的傳統數據庫，速度快了許多倍，游戲可以同步的把數據保存在redis數據庫里面，這樣即使服務器程序突然關閉也不會丟失用戶數據。

市場上還有Mongodb，Memcached等key-value型內存數據庫提供了和Redis類似的功能。Mongodb是非關系型數據庫，數據保存在磁盤上并且提供比較高的性能。Memcached是配合Mysql這種傳統數據庫的非關系型內存數據庫，也可以看成是一個數據緩存，但是他不提供數據持久化的功能，只能通過其他傳統數據庫保存數據。Redis數據庫比他們優秀一個方面是他既是內存數據庫，又可以把數據保存到硬盤上。Redis有兩種硬盤存儲模式支持（snapshot和aof），另外Redis可以將key-value中的部分調用較少的value存儲在硬盤中，即VM（虛擬內存）。Redis顯然比較適合于游戲中的應用。

游戲服務器中涉及到很多排行信息，比如玩家等級排名、金錢排名、戰斗力排名等。一般情況下僅需要取排名的前N名就可以了，這時可以利用數據庫的排序功能，或者自己維護一個元素數量有限的top集合。但是有時候我們需要每一個玩家的排名，玩家的數量太多，不能利用數據庫（全表排序壓力太大），自己維護也會比較麻煩。使用Redis可以很好的解決這個問題。它提供的有序Set，支持每個鍵值（比如玩家id）擁有一個分數（score），每次往這個set里添加元素，Redis會對其進行排序，修改某一元素的score后，也會更新排序，在獲取數據時，可以指定排序范圍。更重要的是，這個排序結果會被保存起來，不用在服務器啟動時重新計算。通過它，排行榜的實時刷新、全服排行都不再成為麻煩事。

Redis提供了較為豐富數據類型，使我們可以更為容易地將數據對象緩存起來（序列化、protobuffer）。當需要請求某一數據時，先從Redis中查找，如果沒有再查數據庫，同時交給Redis緩存起來。當對數據進行修改時，則先將修改后的數據保存到Redis，然后保存至數據庫?？梢杂辛硗獾乃悸罚篈不實時保存到數據庫，而是交由另外的線程（甚至是專門的程序）去保存，以提高邏輯層的響應速度。B部分數據交給Redis保存（Reids自身有持久化功能），像玩家已經完成過的任務ID集合，利用Redis的Set類型保存更為合適。C玩家瞬時變化的數據不見得每次修改都需要保存（比如金錢、經驗），但如果游戲服務器自己維護在內存中，出現宕機就會導致回檔。Redis是獨立于游戲服務器的，交由它來保存，可以防止宕機回檔的問題，也可以減少游戲服務器自己維護數據所占用的內存。

為了更好的擴展數據庫，把Redis設置成集群模式是相當簡單的事情：在Slave啟動并連接到Master之后，它將主動發送一個SYNC命令。此后Master將啟動后臺存盤進程，同時收集所有接收到的用于修改數據集的命令，在后臺進程執行完畢后，Master將傳送整個數據庫文件到Slave，以完成一次完全同步。而Slave服務器在接收到數據庫文件數據之后將其存盤并加載到內存中。此后，Master繼續將所有已經收集到的修改命令，和新的修改命令依次傳送給Slaves，Slave將在本次執行這些數據修改命令，從而達到最終的數據同步。如果Master和Slave之間的鏈接出現斷連現象，Slave可以自動重連Master，但是在連接成功之后，一次完全同步將被自動執行。

Redis數據庫優異的性能和完善的數據處理方式，非常適合在網絡游戲服務器中使用，高速，穩定，支持多種類型是它最大的優點。