Redis性能優化：理解與使用Redis Pipeline-魔扣目錄

當我們談論redis數據處理和存儲的優化方法時，「Redis Pipeline」無疑是一個不能忽視的重要技術。

在使用Redis的過程中，頻繁的網絡往返操作可能會引發嚴重的性能問題，尤其是當大量并發操作需要快速響應的時候。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，主要用于優化大量命令的執行。通過將多個命令組合到一起，進而一次發送到服務器，Pipeline可以顯著減少網絡延遲帶來的影響。

在本文中，我們將詳細介紹Redis Pipeline，闡述它如何解決網絡延遲問題，并展示如何在實踐中使用它以提升你的Redis性能。

Pipeline介紹

首先，Redis客戶端執行一條命令分四個過程：

發送命令——〉命令排隊 ——〉命令執行 ——〉返回結果

這整個過程稱為 Round Trip Time（簡稱RTT, 往返時間） 。

當進行批量操作時，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，并沒有MHGETALL）不支持批量操作，需要消耗N次RTT ，這個時候就需要Pipeline來解決這個問題了。

1、未使用Pipeline執行N條命令

2、使用了Pipeline執行N條命令

Pipeline說白了就是通過將多個命令打包到一起然后一次性發送給 Redis 服務器，以減少網絡通信次數和延遲，提高操作效率。

在不使用 Pipeline 的情況下，客戶端每執行一個 Redis 操作都需要進行一次網絡請求并等待服務器響應。但是如果使用了 Pipeline，就會把多個操作合并成一個批次，只需進行一次網絡請求即可，服務器在接收到批處理的命令后，會依次執行每個命令，并將結果按命令的執行順序打包返回給客戶端。

這樣做的好處是，首先，減少了網絡請求數量，從而降低了由于網絡延遲帶來的總體延遲；其次，因為服務器在同一時間內處理一批命令，所以也能提高服務器的處理效率。

需要注意的是，雖然 Pipeline 能大大提升 Redis 性能，但由于它將多個命令打包成一個請求發送給服務器，所以這些命令無法保證原子性，即這個批次中的某個命令失敗不會影響其他命令的執行。

如果Redis服務器在執行一系列命令的過程中發生錯誤或者崩潰，可能只有部分命令得到執行。要真正實現原子性，還需要使用Redis的事務功能(MULTI, EXEC等命令)。

原生批命令 VS Pipeline

原生批命令是原子性的，Pipeline是非原子性的。
原生批命令是服務端實現，而Pipeline需要服務端與客戶端共同完成。
MSET 和 MGET 等批命令是針對特定操作的優化，而 Pipeline 則是一個一般性的解決方案，通常來說性能比Pipeline更好。

Pipeline的優缺點

Pipeline 每批打包的命令不能過多，因為 Pipeline 方式打包命令再發送，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果。這樣就有一個內存的消耗，可以將大量命令拆分為多個小的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

Pipeline 每批執行多少條命令合適？

根據官方的解釋，推薦是以 10k 每批 (注意：這個是一個參考值，請根據自身實際業務情況調整)。

Pipeline 批量執行的時候，是否對Redis進行了鎖定，導致其他應用無法再進行讀寫？

Redis 采用多路I/O復用模型，非阻塞IO，所以Pipeline批量寫入的時候，一定范圍內不影響其他的讀寫操作。

雖然Redis本身支持并發操作，但它還是一個單線程模型，命令依然是順序執行的。處理Pipeline的時候，從接收到Pipeline開始，到所有命令執行完畢，這期間的所有命令被看作一個整體，其他客戶端提交的命令會排在這個整體后面等待執行。

Pipeline代碼實現

幾乎所有的Redis客戶端都支持Pipeline操作，因此實現起來非常容易。以下是一個簡單示例代碼：

    @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;
        });
    }