Redis數(shù)據(jù)庫(kù)在網(wǎng)游服務(wù)器開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

紀(jì)國(guó)賢

摘 要 Redis 是一個(gè)開(kāi)源的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，具有速度快，類型全，支持多種語(yǔ)言操作，可以把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)到硬盤(pán)上保存等優(yōu)點(diǎn)，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(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Redis是一個(gè)開(kāi)源的，先進(jìn)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(jì)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(gè)內(nèi)存型數(shù)據(jù)庫(kù)。不限于此，看你怎么用了，也可以把數(shù)據(jù)保存到磁盤(pán)中，或者把數(shù)據(jù)操作指令追加了一個(gè)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(yǔ)言來(lái)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(kù)存儲(chǔ)和查詢等操作速度緩慢的問(wèn)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(kù)的數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中運(yùn)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(kù)保存數(shù)據(jù)是每隔一段時(shí)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(huì)全部丟失。這就意味著玩家會(huì)丟失游戲數(shù)據(jù)，比如丟了裝備，丟了進(jìn)度，只能被迫回檔，這顯然對(duì)游戲的運(yùn)營(yíng)造成了很大的困擾。因?yàn)镽edis數(shù)據(jù)庫(kù)是運(yùn)行在內(nèi)存中的，相對(duì)于基于磁盤(pán)存儲(chǔ)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，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(kù)里面，這樣即使服務(wù)器程序突然關(guān)閉也不會(huì)丟失用戶數(shù)據(jù)。

市場(chǎng)上還有Mongodb，Memcached等key-value型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)提供了和Redis類似的功能。Mongodb是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)保存在磁盤(pán)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(kù)的非關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以看成是一個(gè)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(guò)其他傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)。Redis數(shù)據(jù)庫(kù)比他們優(yōu)秀一個(gè)方面是他既是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，又可以把數(shù)據(jù)保存到硬盤(pán)上。Redis有兩種硬盤(pán)存儲(chǔ)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(chǔ)在硬盤(pán)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(jí)排名、金錢(qián)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(shí)可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)的排序功能，或者自己維護(hù)一個(gè)元素?cái)?shù)量有限的top集合。但是有時(shí)候我們需要每一個(gè)玩家的排名，玩家的數(shù)量太多，不能利用數(shù)據(jù)庫(kù)（全表排序壓力太大），自己維護(hù)也會(huì)比較麻煩。使用Redis可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。它提供的有序Set，支持每個(gè)鍵值（比如玩家id）擁有一個(gè)分?jǐn)?shù)（score），每次往這個(gè)set里添加元素，Redis會(huì)對(duì)其進(jìn)行排序，修改某一元素的score后，也會(huì)更新排序，在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，可以指定排序范圍。更重要的是，這個(gè)排序結(jié)果會(huì)被保存起來(lái)，不用在服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)重新計(jì)算。通過(guò)它，排行榜的實(shí)時(shí)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(duì)象緩存起來(lái)（序列化、protobuffer）。當(dāng)需要請(qǐng)求某一數(shù)據(jù)時(shí)，先從Redis中查找，如果沒(méi)有再查數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)交給Redis緩存起來(lái)。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，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(kù)。可以有另外的思路：A不實(shí)時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，而是交由另外的線程（甚至是專門(mén)的程序）去保存，以提高邏輯層的響應(yīng)速度。B部分?jǐn)?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(guò)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(shí)變化的數(shù)據(jù)不見(jiàn)得每次修改都需要保存（比如金錢(qián)、經(jīng)驗(yàn)），但如果游戲服務(wù)器自己維護(hù)在內(nèi)存中，出現(xiàn)宕機(jī)就會(huì)導(dǎo)致回檔。Redis是獨(dú)立于游戲服務(wù)器的，交由它來(lái)保存，可以防止宕機(jī)回檔的問(wèn)題，也可以減少游戲服務(wù)器自己維護(hù)數(shù)據(jù)所占用的內(nèi)存。

為了更好的擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)，把Redis設(shè)置成集群模式是相當(dāng)簡(jiǎn)單的事情：在Slave啟動(dòng)并連接到Master之后，它將主動(dòng)發(fā)送一個(gè)SYNC命令。此后Master將啟動(dòng)后臺(tái)存盤(pán)進(jìn)程，同時(shí)收集所有接收到的用于修改數(shù)據(jù)集的命令，在后臺(tái)進(jìn)程執(zhí)行完畢后，Master將傳送整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)文件數(shù)據(jù)之后將其存盤(pán)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(dá)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(dòng)重連Master，但是在連接成功之后，一次完全同步將被自動(dòng)執(zhí)行。

Redis數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)。