秒杀系统 | 多级查询缓存 | OpenResty 直连 Redis

本文探讨了OpenResty直连Redis的原因及实战过程,旨在解决Nginx SharedDic方案中数据无法主动更新的问题。通过Lua脚本实现OpenResty缓存逻辑,确保数据更新后,缓存中的数据是最新的。

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OpenResty 为什么要直连 Redis?

  • OpenResty 到 Redis 的连接只读不写;
  • 当 OpenResty 在 Redis 中没有命中的情况下,请求打到应用服务器,应用服务器在 Redis 中应该也是没有命中的,然后请求会打到 MySQL,从 MySQL 中得到数据后,写入 Redis;
  • OpenResty 直连 Redis 是解决 Nginx 的 Shared Dic 不能主动更新的问题,在 Nginx 的 Shared Dic 方案中,前置缓存中的数据只能被动的超时剔除;而 OpenResty 直连 Redis 的方案中,当 MySQL 中的数据更新后,可以更新 Redis 中的数据,这样请求在 OpenResty 中命中的话,得到的数据也是最新的;
  • Nginx 的 Shared Dic 方案和 OpenResty 直连 Redis 方案一般是相互替换的关系;

OpenResty 直连 Redis 实战

  • 创建 itemredis.lua 脚本,该脚本中实现 OpenResty 试图先去 Redis 中查询数据的逻辑:
local args = ngx.req.get_uri_args()
local id = args["id"]
local redis = require "resty.redis"
local cache = redis:new()
local ok, err = cache:connect("127.0.0.1", 6379)
cache:select(10)
local item_model = cache:get("item_"..id)
if item_model == ngx.null or item_model == nil then
    local resp = ngx.location.capture("/item/get?id="..id)
    item_model = resp.body
end

ngx.say(item_model)
  • 修改 nginx.conf
location /luaitem/get {
    default_type "application/json";
    content_by_lua_file ../lua/itemredis.lua;
}
  • 重启 nginx
sudo sbin/nginx -s reload

文件 /home/lixinlei/application/openresty/lualib/resty/redis.lua 实现了对 Redis 的一些通用操作,OpenResty 对 Redis 的操作就基于这个文件;

压测结果

  • TPS 达到 3300,比 Nginx 的 Shared Dic 方案要慢一点,多了个访问 Redis 服务器的网络时间;

设计考量

  • 热点数据当然是放的越前越好;
  • 但有些数据不是特别的热,还有些更新的操作,那么建议使用 OpenResty 直连 Redis 的方案,可以保证数据更新后,OpenResty 可以在 Redis 中命中数据的最新值;或者直接在 Tomcat 层面完成对 Redis 的操作;
  • 缓存推的越靠前,性能表现越好,占用分布式资源越多,更新越困难;
  • 根据跟新策略、数据热的程度、业务上对脏读的忍受程度;
### 使用OpenResty实现多级缓存 #### 方法概述 为了提高系统的响应速度并减轻后端服务器的压力,在请求到达最终的服务提供者之前,可以设置多个层次的缓存机制。当请求进入OpenResty之后,会先尝试访问位于内存中的快速缓存层——例如Redis[^3]。 如果在这一层未能找到所需的数据,则继续向更深层级去获取数据直至原始数据源(如Tomcat应用服务器),并将新获得的结果逐层回填至各级缓存中以便后续相同请求可以直接命中最近的一级缓存而无需再次穿透到下一层甚至直达数据库等底层存储单元。 #### 实现方案 以下是基于Lua脚本的一个简单示例来展示如何利用OpenResty配合Redis构建一个多级缓存体系: ```lua -- 加载必要的库 local redis = require "resty.redis" -- 创建一个新的 Redis 连接实例 local red = redis:new() -- 设置超时时间 (可选) red:set_timeout(1000) -- 1秒 -- 尝试连接到 Redis 服务器 local ok, err = red:connect("127.0.0.1", 6379) if not ok then ngx.say("failed to connect: ", err) return end -- 获取 URL 参数作为 key local args = ngx.req.get_uri_args() local cache_key = args["key"] -- 查询 Redis 缓存 local res, err = red:get(cache_key) if type(res) ~= 'nil' and res ~= ngx.null then -- 如果存在则直接返回缓存内容 ngx.say("hit redis cache:", res) else -- 若不存在于 Redis 中,则查询 Tomcat 并更新缓存 -- 假设这里调用了某个接口从 tomcat 获取数据... local data_from_tomcat = get_data_from_tomcat() -- 向 Redis 添加新的条目 local ttl = 60 * 5 -- 设置过期时间为五分钟 local ok, err = red:setex(cache_key, ttl, data_from_tomcat) if not ok then ngx.log(ngx.ERR, "Failed setting value into redis: ", err) end -- 返回给客户端 ngx.say(data_from_tomcat) end -- 断开与 Redis 的连接 local ok, err = red:close() if not ok then ngx.say("failed to close: ", err) return end ``` 此段代码展示了如何在一个HTTP请求到来时,首先检查是否存在对应的缓存记录;如果有,则立即返回该记录的内容而不必进一步处理;如果没有匹配项,则转而去询问实际的应用程序(Tomcat),取得最新版本的信息后再将其写回到Redis里供将来使用。
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