當(dāng)我們談?wù)搑edis數(shù)據(jù)處理和存儲的優(yōu)化方法時，「Redis Pipeline」無疑是一個不能忽視的重要技術(shù)。
在使用Redis的過程中，頻繁的網(wǎng)絡(luò)往返操作可能會引發(fā)嚴(yán)重的性能問題，尤其是當(dāng)大量并發(fā)操作需要快速響應(yīng)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(yōu)化大量命令的執(zhí)行。通過將多個命令組合到一起，進而一次發(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(zhí)行一條命令分四個過程：
發(fā)送命令——〉命令排隊 ——〉命令執(zhí)行 ——〉返回結(jié)果
這整個過程稱為 Round Trip Time（簡稱RTT, 往返時間） 。
當(dāng)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(zhí)行N條命令
2、使用了Pipeline執(zhí)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(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 Redis 操作都需要進行一次網(wǎng)絡(luò)請求并等待服務(wù)器響應(yīng)。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(wǎng)絡(luò)請求即可，服務(wù)器在接收到批處理的命令后，會依次執(zhí)行每個命令，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)請求數(shù)量，從而降低了由于網(wǎng)絡(luò)延遲帶來的總體延遲；其次，因為服務(wù)器在同一時間內(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，但由于它將多個命令打包成一個請求發(fā)送給服務(wù)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(zhí)行。
如果Redis服務(wù)器在執(zhí)行一系列命令的過程中發(fā)生錯誤或者崩潰，可能只有部分命令得到執(zhí)行。要真正實現(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 等批命令是針對特定操作的優(yōu)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(yōu)缺點
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Pipeline 每批打包的命令不能過多，因為 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。這樣就有一個內(nèi)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(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：這個是一個參考值，請根據(jù)自身實際業(yè)務(wù)情況調(diào)整)。
Pipeline 批量執(zhí)行的時候，是否對Redis進行了鎖定，導(dǎo)致其他應(yīng)用無法再進行讀寫？
Redis 采用多路I/O復(fù)用模型，非阻塞IO，所以Pipeline批量寫入的時候，一定范圍內(nèi)不影響其他的讀寫操作。
雖然Redis本身支持并發(fā)操作，但它還是一個單線程模型，命令依然是順序執(zhí)行的。處理Pipeline的時候，從接收到Pipeline開始，到所有命令執(zhí)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(zhí)行。
Pipeline代碼實現(xiàn)
幾乎所有的Redis客戶端都支持Pipeline操作，因此實現(xiàn)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; }); }
在總結(jié)今天的內(nèi)容時，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€命令一次性發(fā)送給服務(wù)器，避免了頻繁地進行網(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。過多的命令可能會造成阻塞，因此在選擇何時以及如何使用Pipeline時，仔細(xì)權(quán)衡是至關(guān)重要的。希望通過這篇文章，你對Redis Pipeline有了更清晰的理解，能夠更有效地利用它來優(yōu)化你的應(yīng)用程序。
