新生命Redis组件

NewLife.Redis 是一个Redis客户端组件，以高性能处理大数据实时计算为目标。
Redis协议基础实现Redis/RedisClient位于X组件，本库为扩展实现，主要增加列表结构、哈希结构、队列等高级功能。

源码： https://github.com/NewLifeX/NewLife.Redis
Nuget：NewLife.Redis

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特性

• 在ZTO大数据实时计算广泛应用，200多个Redis实例稳定工作一年多，每天处理近1亿包裹数据，日均调用量80亿次
• 低延迟，Get/Set操作平均耗时200~600us（含往返网络通信）
• 大吞吐，自带连接池，最大支持1000并发
• 高性能，支持二进制序列化

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Redis经验分享

• 在Linux上多实例部署，实例个数等于处理器个数，各实例最大内存直接为本机物理内存，避免单个实例内存撑爆
• 把海量数据（10亿+）根据key哈希（Crc16/Crc32）存放在多个实例上，读写性能成倍增长
• 采用二进制序列化，而非常见Json序列化
• 合理设计每一对Key的Value大小，包括但不限于使用批量获取，原则是让每次网络包控制在1.4k字节附近，减少通信次数
• Redis客户端的Get/Set操作平均耗时200~600us（含往返网络通信），以此为参考评估网络环境和Redis客户端组件
• 使用管道Pipeline合并一批命令
• Redis的主要性能瓶颈是序列化、网络带宽和内存大小，滥用时处理器也会达到瓶颈
• 其它可查优化技巧 以上经验，源自于300多个实例4T以上空间一年多稳定工作的经验，并按照重要程度排了先后顺序，可根据场景需要酌情采用！

新生命开源项目矩阵

各项目默认支持net4.5/net4.0/netstandard2.0

项目	年份	状态	.NET Core	说明
基础组件				支撑其它中间件以及产品项目
NewLife.Core	2002	维护中	√	算法、日志、网络、RPC、序列化、缓存、多线程
XCode	2005	维护中	√	数据中间件，MySQL、SQLite、SqlServer、Oracle
NewLife.Net	2005	维护中	√	网络库，千万级吞吐率，学习gRPC、Thrift
NewLife.Cube	2010	维护中	√	Web魔方，企业级快速开发框架，集成OAuth
NewLife.Agent	2008	维护中	√	服务管理框架，Windows服务、Linux的Systemd
中间件				对接各知名中间件平台
NewLife.Redis	2017	维护中	√	Redis客户端，微秒级延迟，百亿级项目验证
NewLife.RocketMQ	2018	维护中	√	支持Apache RocketMQ和阿里云消息队列，十亿级项目验证
NewLife.MQTT	2019	维护中	√	物联网消息协议，客户端支持阿里云物联网
NewLife.LoRa	2016	维护中	√	超低功耗的物联网远程通信协议LoRaWAN
NewLife.Thrift	2019	维护中	√	Thrift协议实现
NewLife.Hive	2019	维护中	√	纯托管读写Hive，Hadoop数据仓库，基于Thrift协议
NoDb	2017	开发中	√	NoSQL数据库，百万级kv读写性能，持久化
NewLife.Ftp	2008	维护中	√	Ftp客户端实现
产品平台				产品平台级，编译部署即用，个性化自定义
AntJob	2019	维护中	√	蚂蚁调度系统，大数据实时计算平台
Stardust	2018	维护中	√	星尘，微服务平台，分布式平台
XLink	2016	维护中	√	物联网云平台
XProxy	2005	维护中	√	产品级反向代理
XScript	2010	维护中	×	C#脚本引擎
SmartOS	2014	维护中	C++11	嵌入式操作系统，完全独立自主，ARM Cortex-M芯片架构
GitCandy	2015	维护中	×	Git管理系统
其它
XCoder	2006	维护中	√	码神工具，开发者必备
XTemplate	2008	维护中	√	模版引擎，T4(Text Template)语法
X组件 .NET2.0	2002	存档中	.NET2.0	日志、网络、RPC、序列化、缓存、Windows服务、多线程

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基础 Redis

Redis实现标准协议以及基础字符串操作，完整实现由独立开源项目NewLife.Redis提供。
采取连接池加同步阻塞架构，具有超低延迟（200~600us）以及超高吞吐量的特点。
在物流行业大数据实时计算中广泛应有，经过日均100亿次调用量验证。

// 实例化Redis，默认端口6379可以省略，密码有两种写法
//var rds = Redis.Create("127.0.0.1", 7);
var rds = Redis.Create("pass@127.0.0.1:6379", 7);
//var rds = Redis.Create("server=127.0.0.1:6379;password=pass", 7);
rds.Log = XTrace.Log; // 调试日志。正式使用时注释

基本操作

在基本操作之前，我们先做一些准备工作：

• 新建控制台项目，并在入口函数开头加上 XTrace.UseConsole(); ，这是为了方便查看调试日志
• 具体测试代码之前，需要加上前面MemoryCache或Redis的实例化代码
• 准备一个模型类User

class User
{
    public String Name { get; set; }
    public DateTime CreateTime { get; set; }
}

添删改查：

var user = new User { Name = "NewLife", CreateTime = DateTime.Now };
rds.Set("user", user, 3600);
var user2 = rds.Get<User>("user");
XTrace.WriteLine("Json: {0}", user2.ToJson());
XTrace.WriteLine("Json: {0}", rds.Get<String>("user"));
if (rds.ContainsKey("user")) XTrace.WriteLine("存在！");
rds.Remove("user");

执行结果：

14:14:25.990  1 N - SELECT 7
14:14:25.992  1 N - => OK
14:14:26.008  1 N - SETEX user 3600 [53]
14:14:26.021  1 N - => OK
14:14:26.042  1 N - GET user
14:14:26.048  1 N - => [53]
14:14:26.064  1 N - GET user
14:14:26.065  1 N - => [53]
14:14:26.066  1 N - Json: {"Name":"NewLife","CreateTime":"2018-09-25 14:14:25"}
14:14:26.067  1 N - EXISTS user
14:14:26.068  1 N - => 1
14:14:26.068  1 N - 存在！
14:14:26.069  1 N - DEL user
14:14:26.070  1 N - => 1

保存复杂对象时，默认采用Json序列化，所以上面可以按字符串把结果取回来，发现正是Json字符串。
Redis的strings，实质上就是带有长度前缀的二进制数据，[53]表示一段53字节长度的二进制数据。

集合操作

GetAll/SetAll 在Redis上是很常用的批量操作，同时获取或设置多个key，一般有10倍以上吞吐量。

批量操作：

var dic = new Dictionary<String, Object>
{
    ["name"] = "NewLife",
    ["time"] = DateTime.Now,
    ["count"] = 1234
};
rds.SetAll(dic, 120);

var vs = rds.GetAll<String>(dic.Keys);
XTrace.WriteLine(vs.Join(",", e => $"{e.Key}={e.Value}"));

执行结果：

MSET name NewLife time 2018-09-25 15:56:26 count 1234
=> OK
EXPIRE name 120
EXPIRE time 120
EXPIRE count 120
MGET name time count
name=NewLife,time=2018-09-25 15:56:26,count=1234

集合操作里面还有 GetList/GetDictionary/GetQueue/GetSet 四个类型集合，分别代表Redis的列表、哈希、队列、Set集合等。
基础版Redis不支持这四个集合，完整版NewLife.Redis支持，MemoryCache则直接支持。

高级操作

• Add 添加，当key不存在时添加，已存在时返回false。
• Replace 替换，替换已有值为新值，返回旧值。
• Increment 累加，原子操作
• Decrement 递减，原子操作

高级操作：

var flag = rds.Add("count", 5678);
XTrace.WriteLine(flag ? "Add成功" : "Add失败");
var ori = rds.Replace("count", 777);
var count = rds.Get<Int32>("count");
XTrace.WriteLine("count由{0}替换为{1}", ori, count);

rds.Increment("count", 11);
var count2 = rds.Decrement("count", 10);
XTrace.WriteLine("count={0}", count2);

执行结果：

SETNX count 5678
=> 0
Add失败
GETSET count 777
=> 1234
GET count
=> 777
count由1234替换为777
INCRBY count 11
=> 788
DECRBY count 10
=> 778
count=778

性能测试

Bench 会分根据线程数分多组进行添删改压力测试。
rand 参数，是否随机产生key/value。
batch 批大小，分批执行读写操作，借助GetAll/SetAll进行优化。

Redis默认设置AutoPipeline=100，无分批时打开管道操作，对添删改优化。

Redis的兄弟姐妹

Redis实现ICache接口，它的孪生兄弟MemoryCache，内存缓存，千万级吞吐率。
各应用强烈建议使用ICache接口编码设计，小数据时使用MemoryCache实现；
数据增大（10万）以后，改用Redis实现，不需要修改业务代码。