魏长东

weichangdong

Predis

之前一致以为,php使用reids,就一定需要安装php的redis扩展,就是通过php -m|grep redis可以看到,但是原来不用安装,使用predis也可以的。

Predis 适用于 PHP 5.3 以上版本在 Redis 使用,其中包括了集群的使用。

主要功能

支持各个版本的 Redis (从 2.0 到 3.0 以及 unstable)
使用哈希方式或用户自定义方式进行集群中节点的客户端分片
支持 Redis-cluster(集群) (Redis >= 3.0).
支持主/从结构的读写分离
支持已知的所有 Redis 客户端命令
使用方式

Predis 下载地址有: PEAR 渠道 以及 GitHub 方式.

加载依赖包

Predis依赖于PHP的自动加载功能,在需要的时候装载它的文件并符合PSR-4标准.
使用如下:


// 从 Predis 根目录加载.除非该文件就在 include_path 里
require 'Predis/Autoloader.php';

Predis\Autoloader::register();

连接 Redis

如果在连接时不加任何参数,默认会把 127.0.0.1 和 6379 作为默认的 host 和 port 并且连接超时时间是 5 秒。如:


$client = new Predis\Client();
$client->set('foo', 'bar');
$value = $client->get('foo');

如果需要加连接参数,可以以 URI 或者以数组的形式。如:


// 数组形式
$client = new Predis\Client([
    'scheme' => 'tcp',
    'host'   => '10.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

// URI 形式:
$client = new Predis\Client('tcp://10.0.0.1:6379');

当使用的是数组形式的时候。Predis 自动转换到集群模式,并使用客户端的分片逻辑。
另外,参数也可以使用 URI 和数组混和,如:


$client = new Predis\Client([
    'tcp://10.0.0.1?alias=first-node',
    ['host' => '10.0.0.2', 'alias' => 'second-node'],
]);

Client 配置

Client 的更多配置参数可以通过第二个参数传进去:


$client = new \Predis\Client(
    $connection_parameters,
    ['profile' => '2.8', 'prefix' => 'sample:']
);

Redis 会给所需要的参数默认值,参数主要有:

profile: 针对特定版本的配置,因为不同版本对同样操作可能有差异.
prefix: 自动给要处理的 key 前面加上一个前缀.
exceptions: Redis 出错时是否返回结果.
connections: 客户端要使用的连接工厂.
cluster: 集群中使用哪个后台 (predis, redis 或者 客户端配置).
replication: 主/从中使用哪个后台 (predis 或者 客户端配置).
aggregate: 合并连接方式 (覆盖 cluster 和 replication).
合并连接

Predis 支持集群及主/从结构的连接。
默认情况下,使用客户端的分片逻辑,也可以使用 Redis 服务端提供的方式,即:redis 集群.
在主/从结构中, Predis 支持一主多从的形式,并且在读取操作时连接从机,写操作时连接到主机。

主/从结构

客户端连接时可以进行主/从的配置。配置好后,当执行读取操作时会连接从机;执行写操作时会连接主机。实现读写分离。
下面是比较基础的主/从配置:


$parameters = ['tcp://10.0.0.1?alias=master', 'tcp://10.0.0.2?alias=slave-01'];
$options    = ['replication' => true];

$client = new Predis\Client($parameters, $options);

虽然 Predis 可以识别读/写操作,但 EVAL, EVALSHA 是两个特例。因为客户端不知道 LUA 脚本里是否有写操作,所以通常这两个操作是在 Master 上执行。
虽然这是个默认的行为,但有些 Lua 脚本里如果不包括写操作,客户端还是可能会在 slaves 上执行。可以通过配置来指定。


$LUA_SCRIPT = "......some lua code......";
$parameters = ['tcp://10.0.0.1?alias=master', 'tcp://10.0.0.2?alias=slave-01'];
$options    = ['replication' => function () {
    // 强制指定为 slave 上执行,不切换到 master
    $strategy = new Predis\Replication\ReplicationStrategy();
    $strategy -> setScriptReadOnly($LUA_SCRIPT);

    return new Predis\Connection\Aggregate\MasterSlaveReplication($strategy);
}];

$client = new Predis\Client($parameters, $options);
$client -> eval($LUA_SCRIPT, 0);             // Sticks to slave using `eval`...
$client -> evalsha(sha1($LUA_SCRIPT), 0);    // ... and `evalsha`, too.

集群

通过传递简单的和配置就可以实现集群功能,并且是在客户端进行的分片。但如果想使用 redis-cluster 功能(Redis 3.0 后的版本中可用)。可以如下配置:


$parameters = ['tcp://10.0.0.1', 'tcp://10.0.0.2'];
$options    = ['cluster' => 'redis'];

$client = new Predis\Client($parameters, $options);

当使用 redis-cluster 时,不用把集群中所有的节点都在参数中传递进去,只需要传少数几个就可以了。Predis 会自动从某一台服务器上获取所有的哈希槽映射图。

注意: 目前 Predis 还不支持 redis-cluster 中的 主/从 结构

命令管道

管道有利于提升大量命令要发送时的性能问题。它可以减小网络往返的延迟。比如有两个命令,数据需要:
- 发送命令到服务端
- 服务端执行命令
- 返回结构至客户端

每个操作都要执行该操作,管道的意思是可以将多个命令打包,一起发送至服务端,所有命令执行完后再将最终结果返回。
管道使用方式有两种,一种是通过回调函数;一种是通过接口:


// 回调的方式执行命令通道:
$responses = $client->pipeline(function ($pipe) {
    for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
        $pipe->set("key:$i", str_pad($i, 4, '0', 0));
        $pipe->get("key:$i");
    }
});

// 接口形式使用命令通道:
$responses = $client->pipeline()->set('foo', 'bar')->get('foo')->execute();

事务

Redis 可以使用 MULTI 和 EXEC 命令实现 事务 功能。这里直接使用命令通道即可:


// 回调方式:
$responses = $client->transaction(function ($tx) {
    $tx->set('foo', 'bar');
    $tx->get('foo');
});

// 接口方式:
$responses = $client->transaction()->set('foo', 'bar')->get('foo')->execute();

我们可以使用 WATCH 和 UNWATCH 实现 CAS (check and set)。如:


function zpop($client, $key)
{
    $element = null;
    $options = array(
        'cas'   => true,    // 使用 CAS 方式
        'watch' => $key,    // 要监视的 key
        'retry' => 3,       // 出错时重试次数
    );

    $client->transaction($options, function ($tx) use ($key, &$element) {
        @list($element) = $tx->zrange($key, 0, 0);

        if (isset($element)) {
            $tx->multi();   // 开启事务
            $tx->zrem($key, $element);
        }
    });

    return $element;
}

$client = new Predis\Client($single_server);
$zpopped = zpop($client, 'zset');

自定义命令

如果我们升级 Redis 到新的版本,而且有部分命令的处理方式有变更,但我们想使用之前的逻辑,这时我们可以自定义命令:


// 自定义一个类,继承 Predis\Command\Command:
class BrandNewRedisCommand extends Predis\Command\Command
{
    public function getId()
    {
        return 'NEWCMD';
    }
}

// 注册新的自定义命令:
$client = new Predis\Client();
$client->getProfile()->defineCommand('newcmd', 'BrandNewRedisCommand');

$response = $client->newcmd();

LUA 命令

Redis 2.6 后的版本可以使用
EVAL 和 EVALSHA 来执行 LUA 脚本 。
Predis 支持简单的接口支持该功能。
LUA 脚本可以是在服务端的,也可以是通过参数传进去的。
默认情况下,使用 EVALSHA 也可以备用 EVAL :


// 定义一个脚本执行命令,继承 Predis\Command\ScriptCommand:
class ListPushRandomValue extends Predis\Command\ScriptCommand
{
    public function getKeysCount()
    {
        return 1;
    }

    public function getScript()
    {
        return <<
    }
}

// 注册新的命令:
$client = new Predis\Client();
$client->getProfile()->defineCommand('lpushrand', 'ListPushRandomValue');

$response = $client->lpushrand('random_values', $seed = mt_rand());

性能

本机测试

Predis 是纯 PHP 的扩展,所以它的性能可能有些不足。但在实际使用中应该是足够了。下面有一些测试数据,是使用 PHP 5.5.6,Redis 2.8 :

21000 SET/秒 key 和 value 都使用 12 type 大小
21000 GET/秒
使用 _KEYS *_ 命令在 0.130 秒可以查询到 30000 个 key

和 Predis 相似的扩展有: phpredis, 一个用 C 写的扩展。测试性能结果如下:


30100 SET/秒 key 和 value 都使用 12 type 大小
29400 GET/秒
使用 _KEYS *_ 命令在 0.035 秒可以查询到 30000 个 key

phpredis 看上去要快不少。但实际上相差的也不算太多,而且一个是 C 写的,一个是纯 php 的扩展。并且上面的测试很简单,不足以定论。下面来看看类似实际生产环境中的测试。

外网环境测试

上面是一些连接本机的测试,下面连接远程服务器试试:


Predis:
3200 SET/秒 key 和 value 都使用 12 type 大小
3200 GET/秒
使用 _KEYS *_ 命令在 0.132 秒可以查询到 30000 个 key

phpredis:
3500 SET/秒 key 和 value 都使用 12 type 大小
3500 GET/秒
使用 _KEYS *_ 命令在 0.045 秒可以查询到 30000 个 key

可以看到两者效率相近了,这是因为网站的延迟会是性能非常重要的问题。Predis 可以使用命令通道,省去了不少时间。

最后选择

Predis 可以兼容各个版本的 Redis(目前支持 1.2 到 2.8),并且可以通过自定义命令来兼容各版本的差异。
phpredis 在本机的优势是有的。
或者,可以两者都使用。