Redis數(shù)據(jù)庫在網(wǎng)游服務(wù)器開發(fā)中的應(yīng)用

紀國賢

摘 要 Redis 是一個開源的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，具有速度快，類型全，支持多種語言操作，可以把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)同步存儲到硬盤上保存等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)站大數(shù)據(jù)搜索，游戲服務(wù)器等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞 Redis 網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品。它通常被稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)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。可以在這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(qū)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(nèi)存型數(shù)據(jù)庫。不限于此，看你怎么用了，也可以把數(shù)據(jù)保存到磁盤中，或者把數(shù)據(jù)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(gòu)用于數(shù)據(jù)復(fù)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(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲和查詢等操作速度緩慢的問題，比如Mysql，Mssql。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)游戲中要把關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中運算才能滿足游戲?qū)?shù)據(jù)的處理速度的需求。而從內(nèi)存到數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)是每隔一段時間保存的，如果服務(wù)器出現(xiàn)bug，那么內(nèi)存里面的數(shù)據(jù)將會全部丟失。這就意味著玩家會丟失游戲數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)庫是運行在內(nèi)存中的，相對于基于磁盤存儲的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，速度快了許多倍，游戲可以同步的把數(shù)據(jù)保存在redis數(shù)據(jù)庫里面，這樣即使服務(wù)器程序突然關(guān)閉也不會丟失用戶數(shù)據(jù)。

市場上還有Mongodb，Memcached等key-value型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫提供了和Redis類似的功能。Mongodb是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)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(tǒng)數(shù)據(jù)庫的非關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，也可以看成是一個數(shù)據(jù)緩存，但是他不提供數(shù)據(jù)持久化的功能，只能通過其他傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)。Redis數(shù)據(jù)庫比他們優(yōu)秀一個方面是他既是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，又可以把數(shù)據(jù)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(diào)用較少的value存儲在硬盤中，即VM（虛擬內(nèi)存）。Redis顯然比較適合于游戲中的應(yīng)用。

游戲服務(wù)器中涉及到很多排行信息，比如玩家等級排名、金錢排名、戰(zhàn)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(shù)據(jù)庫的排序功能，或者自己維護一個元素數(shù)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(shù)量太多，不能利用數(shù)據(jù)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(shù)（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(shù)據(jù)時，可以指定排序范圍。更重要的是，這個排序結(jié)果會被保存起來，不用在服務(wù)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(shù)據(jù)類型，使我們可以更為容易地將數(shù)據(jù)對象緩存起來（序列化、protobuffer）。當需要請求某一數(shù)據(jù)時，先從Redis中查找，如果沒有再查數(shù)據(jù)庫，同時交給Redis緩存起來。當對數(shù)據(jù)進行修改時，則先將修改后的數(shù)據(jù)保存到Redis，然后保存至數(shù)據(jù)庫。可以有另外的思路：A不實時保存到數(shù)據(jù)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(yīng)速度。B部分數(shù)據(jù)交給Redis保存（Reids自身有持久化功能），像玩家已經(jīng)完成過的任務(wù)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(shù)據(jù)不見得每次修改都需要保存（比如金錢、經(jīng)驗），但如果游戲服務(wù)器自己維護在內(nèi)存中，出現(xiàn)宕機就會導(dǎo)致回檔。Redis是獨立于游戲服務(wù)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(wù)器自己維護數(shù)據(jù)所占用的內(nèi)存。

為了更好的擴展數(shù)據(jù)庫，把Redis設(shè)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(fā)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(shù)據(jù)集的命令，在后臺進程執(zhí)行完畢后，Master將傳送整個數(shù)據(jù)庫文件到Slave，以完成一次完全同步。而Slave服務(wù)器在接收到數(shù)據(jù)庫文件數(shù)據(jù)之后將其存盤并加載到內(nèi)存中。此后，Master繼續(xù)將所有已經(jīng)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(zhí)行這些數(shù)據(jù)修改命令，從而達到最終的數(shù)據(jù)同步。如果Master和Slave之間的鏈接出現(xiàn)斷連現(xiàn)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(zhí)行。

Redis數(shù)據(jù)庫優(yōu)異的性能和完善的數(shù)據(jù)處理方式，非常適合在網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器中使用，高速，穩(wěn)定，支持多種類型是它最大的優(yōu)點。