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架構(gòu)秘笈:移花接木。使用mysql模擬redis

猿友 2020-08-31 14:38:56 瀏覽數(shù) (5085)
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文章轉(zhuǎn)載自公眾號:小姐姐味道

這年頭,你看到的東西未必就是你認(rèn)為的東西。一個 mysql 協(xié)議的后面,可能是tidb;一個 linux 機(jī)器后面,可能是一個精簡的 docker ;你覺得xjjdog是個女的,但可能ta自己也不太清楚;而當(dāng)你大呼 php 萬歲的時候,可能是研發(fā)人員和你開個玩笑,重寫了后綴,而后端用的卻是 java。

大家都知道 redis 速度快,但它的容量和內(nèi)存容量有關(guān),很容易達(dá)到瓶頸。有些互聯(lián)網(wǎng)公司,直接使用 redis 作為后端數(shù)據(jù)庫(在下佩服)。當(dāng)業(yè)務(wù)量暴增,就面臨一個 redis 容量和價格的權(quán)衡問題。改業(yè)務(wù)代碼是來不及了,只好用一些持久化存儲 ,來模擬 redis 的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

redis 支持近十種數(shù)據(jù)類型,最常用的有5種。stringhash、zset、set、list等。本文將針對幾種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),探討一下常用操作的模擬實(shí)現(xiàn)。

常用操作的模擬實(shí)現(xiàn)

其實(shí),我們所需要開發(fā)的,就是一個redis代理proxy。redis的客戶端,連接上我們的代理之后,會進(jìn)行協(xié)議解析。解析出來的命令,將會被模擬,然后根據(jù)配置的路由,定位到相應(yīng)的mysql中。

也就是你所使用的redis,其實(shí)使用mysql來存儲數(shù)據(jù)的。沒有rdb,也沒有aof

Redis是文本協(xié)議

redis是文本協(xié)議,協(xié)議名稱叫做RESP。RESPRedis 序列化協(xié)議的簡寫。它是一種直觀的文本協(xié)議,優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)異常簡單,解析性能極好。

如圖,Redis 協(xié)議將傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),可以總結(jié)為 5 種最小單元類型。每個單元結(jié)束時,統(tǒng)一加上回車換行符號 \r\n 。

下面是幾個規(guī)則:

單行字符串 以 + 開頭;
多行字符串 以 $ 開頭,后跟字符串長度;
整數(shù)值 以 : 開頭,后跟整數(shù)的字符串形式;
錯誤消息 以 - 符號開頭;
數(shù)組 以 * 號開頭,后跟數(shù)組的長度;

比如,下面這個就是數(shù)組[9,9,6]的報文。

*3\r\n:9\r\n:9\r\n:6\r\n

所以這個協(xié)議的解析和拼裝,是非常簡單的。拿netty來說,就有codec-redis 模塊供我們使用。

codec-redis 模塊

實(shí)現(xiàn):數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在數(shù)據(jù)表的設(shè)計上,我們發(fā)現(xiàn),kvhash在效率上沒有什么差別,因?yàn)樗軌蛑苯痈鶕?jù)key定位到。

反倒是zset,由于有排序的功能,造成了很多操作的執(zhí)行效率都不盡人意。

另外,由于我們不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是使用不同的表進(jìn)行存儲的。所以刪除操作,要在每張表上都執(zhí)行一遍。

kv設(shè)計

kv,即string,是redis里最基本的數(shù)據(jù)類型。一個key對應(yīng)一個value,string類型的值最大能存儲512MB。

設(shè)計專用的數(shù)據(jù)庫表rstore_kv,其中,rkey是主鍵。

rkey        varchar
val     varchar
lastTime    bigint

set操作

insert into rstore_kv("rkey","val","lastTime") values($1,$2,$3)
on duplicate key update set "val"=$2,"lastTime"=$3

get操作

select val from rstore_kv where "rkey" = $1

del操作

delete from rstore_kv where "rkey" = $1

exists操作

select count(*) as n from rstore_kv where  "rkey" = $1

ttl操作

select lastTIme from rstore_kv  where  "rkey" = $1

hash設(shè)計

hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。hash 特別適合用于存儲對象。

設(shè)計專用的數(shù)據(jù)庫表rstore_hash,其中,rkeyhkey是聯(lián)合主鍵。

rkey        varchar
hkey        varchar
val     varchar
lastTime    bigint

hset操作

insert into rstore_hash("rkey","hkey","val","lastTime") values($1,$2,$3,$4)
on duplicate key update set "val"=$3,"lastTime"=$4

hget操作

select val from rstore_hash where "rkey" = $1 and "hkey" = $2

hgetall操作

select hkey,val from rstore_hash where "rkey" = $1

hdel操作

delete from rstore_hash where "rkey" = $1 and "hkey" = $2

del操作

delete from rstore_hash where "rkey" = $1

hlen,hexists操作

select count(*) as num from rstore_hash where "rkey" = $1

ttl操作

select max(lastTIme) from rstore_hash  where  "rkey" = $1

zset設(shè)計

Redis zsetset 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復(fù)的成員。不同的是每個元素都會關(guān)聯(lián)一個double類型的分?jǐn)?shù)。redis正是通過分?jǐn)?shù)來為集合中的成員進(jìn)行從小到大的排序。它的底層結(jié)構(gòu)是跳躍表,效率特別高,但是會占用大量內(nèi)存。

設(shè)計專用的數(shù)據(jù)庫表rstore_zset,其中,rkeymember是聯(lián)合主鍵。

rkey        varchar
member        varchar
score     double
lastTime    bigint

zadd操作

insert into rstore_zset("rkey","member","score","lastTime") values($1,$2,$3,$4) on duplicate key update update set "score"=$3,"lastTime"=$4

zscore操作

select score from rstore_zset where "rkey" = $1 and "member" = $2

zrem操作

delete from rstore_zset where "rkey" = $1 and "member" = $2"

zcard,exists操作

select count(*) as num from rstore_zset where "rkey" = $1

zcount操作

select count(*) as num from rstore_zset where "rkey" = $1 and score>=$2 and score<=$3

zremrangebyscore操作

delete from rstore_zset where "rkey" = $1 and score>=$2 and score<=$3

zrangebyscore操作

select member,score from rstore_zset
where "rkey" = $1 and score>=$2 and score<=$3 order by score asc,member asc

zrange操作

select member,score from rstore_zset
where "rkey" = $1 order by score asc offset $2 limit $3

zrank操作

select rank from (select member,rank() over (order by "score" asc, "lastTime" asc) as rank from rstore_zset where "rkey" = $1 ) m where m."member"= $2;

ttl操作

select max(lastTIme) from rstore_zset  where  "rkey" = $1

del操作

delete from rstore_zset where "rkey" = $1

set設(shè)計

RedisSetstring類型的無序集合。

設(shè)計專用的數(shù)據(jù)庫表rstore_set,其中,rkeymember是聯(lián)合主鍵。

rkey        varchar
member        varchar
lastTime    bigint

sadd操作

insert into rstore_set("rkey","member","lastTime") values($1,$2,$3)
on duplicate key update update set "lastTime"=$3

scard操作

select count(*) as num from rstore_set where "rkey" = $1

sismember操作

select member from rstore_set where "rkey" = $1 and "member" = $2

smembers操作

select member from rstore_set where "rkey" = $1

srem操作

delete from rstore_set where "rkey" = $1 and "member" = $2

del操作

delete from rstore_set where "rkey" = $1

ttl操作

select max(lastTIme) from rstore_set  where  "rkey" = $1

End

本篇文章僅僅模擬了最常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的最常用功能,有很多很多功能是不支持的,比較明顯的就是分布式鎖setnx等。所以這個proxy層的開發(fā),要想做到ok,并不是那么簡單。

同時,我們以一種模擬的視角,來看一下redis的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表現(xiàn)形式。這樣,更能夠加深我們對redis的認(rèn)識,明白它存在的價值。

以上就是W3Cschool編程獅關(guān)于架構(gòu)秘笈:移花接木。使用mysql模擬redis的相關(guān)介紹了,希望對大家有所幫助。

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