當(dāng)我們談?wù)搑edis數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的優(yōu)化方法時(shí)，「Redis Pipeline」無(wú)疑是一個(gè)不能忽視的重要技術(shù)。
在使用Redis的過(guò)程中，頻繁的網(wǎng)絡(luò)往返操作可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的性能問(wèn)題，尤其是當(dāng)大量并發(fā)操作需要快速響應(yīng)的時(shí)候。這就是我們需要使用Redis Pipeline的原因。
Redis Pipeline是Redis提供的一種功能，主要用于優(yōu)化大量命令的執(zhí)行。通過(guò)將多個(gè)命令組合到一起，進(jìn)而一次發(fā)送到服務(wù)器，Pipeline可以顯著減少網(wǎng)絡(luò)延遲帶來(lái)的影響。
在本文中，我們將詳細(xì)介紹Redis Pipeline，闡述它如何解決網(wǎng)絡(luò)延遲問(wèn)題，并展示如何在實(shí)踐中使用它以提升你的Redis性能。
Pipeline介紹
首先，Redis客戶端執(zhí)行一條命令分四個(gè)過(guò)程：
發(fā)送命令——〉命令排隊(duì) ——〉命令執(zhí)行 ——〉返回結(jié)果
這整個(gè)過(guò)程稱為 Round Trip Time（簡(jiǎn)稱RTT, 往返時(shí)間） 。
當(dāng)進(jìn)行批量操作時(shí)，Redis提供了一些命令如：MGET，MSET可以有效減少RTT。
但大部分命令（如HGETALL，并沒(méi)有MHGETALL）不支持批量操作，需要消耗N次RTT ，這個(gè)時(shí)候就需要Pipeline來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題了。
1、未使用Pipeline執(zhí)行N條命令
2、使用了Pipeline執(zhí)行N條命令
Pipeline說(shuō)白了就是通過(guò)將多個(gè)命令打包到一起然后一次性發(fā)送給 Redis 服務(wù)器，以減少網(wǎng)絡(luò)通信次數(shù)和延遲，提高操作效率。
在不使用 Pipeline 的情況下，客戶端每執(zhí)行一個(gè) Redis 操作都需要進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求并等待服務(wù)器響應(yīng)。但是如果使用了 Pipeline，就會(huì)把多個(gè)操作合并成一個(gè)批次，只需進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求即可，服務(wù)器在接收到批處理的命令后，會(huì)依次執(zhí)行每個(gè)命令，并將結(jié)果按命令的執(zhí)行順序打包返回給客戶端。
這樣做的好處是，首先，減少了網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求數(shù)量，從而降低了由于網(wǎng)絡(luò)延遲帶來(lái)的總體延遲；其次，因?yàn)榉?wù)器在同一時(shí)間內(nèi)處理一批命令，所以也能提高服務(wù)器的處理效率。
需要注意的是，雖然 Pipeline 能大大提升 Redis 性能，但由于它將多個(gè)命令打包成一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器，所以這些命令無(wú)法保證原子性，即這個(gè)批次中的某個(gè)命令失敗不會(huì)影響其他命令的執(zhí)行。
如果Redis服務(wù)器在執(zhí)行一系列命令的過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤或者崩潰，可能只有部分命令得到執(zhí)行。要真正實(shí)現(xiàn)原子性，還需要使用Redis的事務(wù)功能(MULTI, EXEC等命令)。
原生批命令 VS Pipeline
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原生批命令是原子性的，Pipeline是非原子性的。 -
原生批命令是服務(wù)端實(shí)現(xiàn)，而Pipeline需要服務(wù)端與客戶端共同完成。 -
MSET 和 MGET 等批命令是針對(duì)特定操作的優(yōu)化，而 Pipeline 則是一個(gè)一般性的解決方案，通常來(lái)說(shuō)性能比Pipeline更好。
Pipeline的優(yōu)缺點(diǎn)
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Pipeline 每批打包的命令不能過(guò)多，因?yàn)?Pipeline 方式打包命令再發(fā)送，那么 Redis 必須在處理完所有命令前先緩存起所有命令的處理結(jié)果。這樣就有一個(gè)內(nèi)存的消耗，可以將大量命令拆分為多個(gè)小的Pipeline命令完成。 -
Pipeline 操作是非原子性的，如果要求原子性的，不推薦使用 Pipeline。
一些疑問(wèn)
Pipeline 每批執(zhí)行多少條命令合適？
根據(jù)官方的解釋，推薦是以 10k 每批 (注意：這個(gè)是一個(gè)參考值，請(qǐng)根據(jù)自身實(shí)際業(yè)務(wù)情況調(diào)整)。
Pipeline 批量執(zhí)行的時(shí)候，是否對(duì)Redis進(jìn)行了鎖定，導(dǎo)致其他應(yīng)用無(wú)法再進(jìn)行讀寫(xiě)？
Redis 采用多路I/O復(fù)用模型，非阻塞IO，所以Pipeline批量寫(xiě)入的時(shí)候，一定范圍內(nèi)不影響其他的讀寫(xiě)操作。
雖然Redis本身支持并發(fā)操作，但它還是一個(gè)單線程模型，命令依然是順序執(zhí)行的。處理Pipeline的時(shí)候，從接收到Pipeline開(kāi)始，到所有命令執(zhí)行完畢，這期間的所有命令被看作一個(gè)整體，其他客戶端提交的命令會(huì)排在這個(gè)整體后面等待執(zhí)行。
Pipeline代碼實(shí)現(xiàn)
幾乎所有的Redis客戶端都支持Pipeline操作，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常容易。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單示例代碼：
@Test void pipeline() { List<Object> result = redisTemplate.executePipelined((RedisCallback<String>) connection -> { for (int i = 0; i < 100; i++) { redisTemplate.opsForValue().set("pipel:" + i, i); } return null; }); }
在總結(jié)今天的內(nèi)容時(shí)，我們了解到Redis Pipeline不僅能夠大大提高我們與Redis服務(wù)器交互的速度，而且它還可以幫助我們優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信。借助Pipeline，我們能夠?qū)⒍鄠€(gè)命令一次性發(fā)送給服務(wù)器，避免了頻繁地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)往返，從而減少了延遲并提升了效率。
然而，使用Pipeline也需要謹(jǐn)慎。過(guò)多的命令可能會(huì)造成阻塞，因此在選擇何時(shí)以及如何使用Pipeline時(shí)，仔細(xì)權(quán)衡是至關(guān)重要的。希望通過(guò)這篇文章，你對(duì)Redis Pipeline有了更清晰的理解，能夠更有效地利用它來(lái)優(yōu)化你的應(yīng)用程序。
