Redis在外勤通系統(tǒng)高速緩存中的應用研究

李彬 朱亞興

摘 要：本文基于Redis的高速緩存機制在外勤通系統(tǒng)中的應用進行了研究，詳細說明了Redis這個高速緩存數(shù)據(jù)庫的支持持久化，豐富的數(shù)據(jù)結構，主從復制以及Virtual Memory功能等特性。

關鍵詞：Redis；Memcached；高速緩存

1 引言

在低碳經(jīng)濟的時代背景下，全球各大行業(yè)都在尋求節(jié)能、環(huán)保、高效的管理模式。這既是保證企業(yè)正常生產經(jīng)營，實現(xiàn)公司健康可持續(xù)發(fā)展的長久之計，也是企業(yè)適應市場需要，降低成本，增加效益，改善環(huán)境，提高企業(yè)競爭力的必要選擇。我們開發(fā)的外勤通系統(tǒng)就是遵循綠色辦公的宗旨，為所有具有外巡，外服的戶外工作業(yè)務的中小企業(yè)降低成本，企業(yè)初期零投入，不需服務器、系統(tǒng)研發(fā)等軟硬件投入；將定位技術與智能手機客戶端相結合，利用運營商的GSM/WCDMA等無線網(wǎng)絡，為企業(yè)提供對外勤人員實時、精準的管理手段。企業(yè)能隨時掌握在外工作人員的具體位置和行走軌跡，同時實現(xiàn)考勤簽到、快速審批、位置標注、語音群聊，數(shù)據(jù)上報，區(qū)域預警，更好地進行地理化分析、業(yè)績審視，改變傳統(tǒng)的辦公模式，實現(xiàn)無紙化和移動化辦公，快速響應客戶需求和有效管理員工，管理更加方便和人性化，深度鞏固企業(yè)在市場中主體地位和增強企業(yè)核心競爭力。

外勤通系統(tǒng)在給所有客戶帶來方便的同時，也需要面對網(wǎng)站訪問量漸增大、內容不斷豐富和用戶期望值不斷提高，用戶應用需要提供更快的訪問速度和承受更大的負荷量，所有這些都依賴于網(wǎng)站服務器的基礎設施，擴展服務器或者鏡像服務器是一個基本的解決方案，但擴展服務器會增加大量的運行維護工作，同時增加了運營成本，為了解決這個問題高速緩存服務器Cache不失為一個較好的解決方案，本文主要介紹開源內存數(shù)據(jù)庫Redis在高速緩存方面的的特性及其應用。

2 Redis

2.1 Redis簡介

Redis是一個基于內存的高性能key/value數(shù)據(jù)庫[1]，全名為遠程字典服務（Remote Dictionary Server），與Memcached一樣，為了保證效率，數(shù)據(jù)都是緩存在內存中，也可以這樣說Redis就是用空間來換取時間，從而達到提高響應速度的目的。Memcached是一個免費開源的、高性能的、具有分布式內存對象的緩存系統(tǒng)，它通過減輕數(shù)據(jù)庫負載加速動態(tài)Web應用。目前全球很多用戶都在使用它來構建自己的大負載網(wǎng)站或提高訪問量超大網(wǎng)站的響應速度[1]。相對于Redis來說，Memcached具有協(xié)議簡單，便捷的libenent事件處理，內存管理方式的高效性，以及互不通信的分布式等特性。

Redis與Memcached的最大區(qū)別是Redis會周期性把更新的數(shù)據(jù)備份到磁盤上或者把修改操作寫入記錄文件，并在此基礎上實現(xiàn)了主從同步。Redis很大程度補償了Memcached鍵值存儲的不足，在部分場合對關系數(shù)據(jù)庫起到很好的補充作用。Redis提供了更豐富的數(shù)據(jù)類型，如字符串（String），鏈表（List）、集合（Set）、有序集合（Zset）、哈希（Hash）等。

2.2 Redis的特性

Redis和Memached都是C/S結構的遠程Cache實現(xiàn)，它們都可以作為緩存，但是Redis又有自己獨特的地方。這里重點講解Redis區(qū)別于Memcached的特征。

2.2.1 支持持久化

Redis和Memeache一樣都是把數(shù)據(jù)全部存在內存中，但是Redis會根據(jù)數(shù)據(jù)的更新量和更新間隔時間定期進行異步更新，將數(shù)據(jù)保存在磁盤上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化操作。另外也可以通過配置redis.conf文檔配置持久化操作的時間間隔和臨界數(shù)據(jù)量，這樣Redis就自動在一定的時間間隔和數(shù)據(jù)超過臨界值時進行持久化操作。如果在Redis 宕機或者突然斷電的情況下，保存在Redis中的數(shù)據(jù)還是會丟失，所以Redis還提供了一種附加檔案功能AOF[2]。

通過把redis.cong中的appendonly屬性設置為“yes”來使用AOF功能，配置好AOF之后Redis每次接受到持久化命令時，就會將命令添加在配置文檔中，重新啟動Redis時，配置文檔中的指令會重新執(zhí)行，從而達到恢復Redis數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)。

2.2.2 豐富的數(shù)據(jù)結構

Redis的數(shù)據(jù)結構非常豐富，Redis支持簡單的key/value類型數(shù)據(jù)，其中Key是String類型，而value除了常規(guī)的String之外，還包括list，set，zset，hash等。這些新的屬性都是在Redis2.0中才有。Redis對所有的數(shù)據(jù)類型都提供 push/pop、add/remove、執(zhí)行服務端的并集、交集等功能，這些操作都是具有原子性的，它還支持各種不同的排序能力[1]。

2.2.3 支持主從復制

Redis的主從復制可以通過配置redis.conf文件中的Replication字段來實現(xiàn)，Redis的主從復制具有如下特點：

（1）支持多級主從（master/slave），即一個主服務器可以連接多個從服務器

（2）從服務器可以再連接其他的從服務器

（3）主服務器和從服務器同步的數(shù)據(jù)復制是非阻塞的

其中利用Redis的主從復制特性，可以實現(xiàn)以下功能：

（1）實現(xiàn)讀寫分離，如用主服務實現(xiàn)讀操作，從服務實現(xiàn)寫操作。

（2）備份數(shù)據(jù)，利用主從服務器的方便性來備份，專門做臺從服務器用于備份功能。

2.2.4 Virtual Memory功能

由于Redis受到了物理內存的限制，數(shù)據(jù)庫的容量有限，對于海量數(shù)據(jù)的高性能讀寫并不適合。Virtual Memory的功能就是為了解決這個問題而生，Virtual Memory功能也是Redis 2.0新增的功能，目的就是為了提高Redis對海量數(shù)據(jù)的高性能讀寫能力，它把很少使用的value保存再磁盤中，而只把key存在內存中，從而達到提高系統(tǒng)性能的目的。

3 Redis的應用

隨著外勤通系統(tǒng)客戶量不斷增加，每天客戶上傳和請求的數(shù)據(jù)量也是呈幾百，幾千倍的增加，面對不斷增加的龐大信息量數(shù)據(jù)庫的負擔越來越重，單純的靠增加服務器的數(shù)量所產生的運營和維護費用又特別大，而在速度就是市場的互聯(lián)網(wǎng)時代，快速相應是一個不變的需求。Redis由于其豐富數(shù)據(jù)結構，良好的性能，優(yōu)良的數(shù)據(jù)持久化能力占領了越來越大市場。我們的外勤通系統(tǒng)也引入了對Redis的應用。

Redis在外勤通系統(tǒng)中的應用主要表現(xiàn)在一下幾個方面：

⑴在應用集群中，作為中央會話，保存web中會話，保存終端鑒權后的token，通過鑒權之后不同的用戶登錄就展示不同的功能模塊。

save（String key， String value， Integer seconds）{

Jedis jedis = null；

try {

jedis=（Jedis） pool.getResource（）；

jedis.set（key， value）；

jedis.expire（key， seconds）；

} catch （Exception e） {

e.printStackTrace（）；

}finally{

pool.returnResource（jedis）；

}

}

⑵在通信中，作為發(fā)布訂閱隊列使用，web 發(fā)布消息，進入Redis 發(fā)布訂閱頻道，通信中心消費此頻道消息，所有的信息發(fā)布都在Redis中進行，從而提高了響應的速度。

public boolean sendMsg（String msg）{

boolean rebool = true；

Jedis jedis = null；

try {

jedis=（Jedis） pool.getResource（）；

jedis.publish（"kingfisher.*"， msg）；

} catch （Exception e） {

e.printStackTrace（）；

rebool = false；

}finally{

pool.returnResource（jedis）；

}

return rebool；

}

⑶在重發(fā)消息以及離線消息的集合索引和隊列，保證在終端關機或者不在服務區(qū)范圍內沒有接受到的信息有一個重發(fā)機制，Redis中會保存近100小時之內的用戶信息，從而實現(xiàn)快速轉發(fā)，超過100小時會自動清空Redis。

def sended（mobile，msgstr，msg）：

row = MysqlDao（）.findClient（mobile）

if row is not None：

pool = MyRedis.getPool（）

r = redis.Redis（connection_pool=pool）

r.sadd（'sended_%s' % mobile，msg.bid）

r.set（'s_msg_%s' % msg.bid，msgstr）

r.expire（'s_msg_%s' % msg.bid，36000） #超過100小時不再為客戶端保留信息

⑷應用MONGODB附近位置的檢索

⑸應用mongodb gridFS=對文件中轉（PC ANDROID IOS）

⑹應用mongodb mapreduce并行計算，用戶從redis中調度生成當天用戶訪問行為，調度生成當天服務運行行為以及調度生成當天小時行為。

4 展望

外勤通系統(tǒng)由于其通用，高效，低碳等特點自推出以來就備受關注，現(xiàn)在外勤通的客戶群已經(jīng)達到了2000多人，隨著客戶的不斷增加，服務器的壓力也越來越大，引入了Redis之后系統(tǒng)的響應速度大大提高。但是隨著外勤通系統(tǒng)版本的不斷升級，客戶群的持續(xù)增加數(shù)據(jù)庫的壓力還是一個潛在的問題，為了更好的滿足客戶的需求，對服務器的優(yōu)化將是一個長期的工作。

[參考文獻]

[1]王心妍.emcached和Redis在高速緩存方面的應用[J].無線互聯(lián)科技，2012（9）.

[2]楊艷，李煒，王純.內存數(shù)據(jù)庫在高速緩存方面的應用[J].現(xiàn)代電信科技，2011（12）.