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用C语言配合Redis搞开发,感觉效率和性能都挺不错的那种模式

说到用C语言配合Redis搞开发,想要达到效率和性能都不错的模式,其实核心思想就是“让专业的人做专业的事”,或者更准确地说,让Redis做它最擅长的事,让C语言做它最擅长的事,这种模式不是某种固定的框架,而是一种设计上的思路,我参考了一些实际的项目经验和像Redis官方文档以及一些高性能C/C++项目的设计理念,总结起来主要有以下几个关键点。

用C语言配合Redis搞开发,感觉效率和性能都挺不错的那种模式

最核心的一点是,要把Redis当作一个极快的内存数据结构服务器来用,而不是一个简单的键值存储,很多人刚开始用Redis,可能就是简单的set和get,这虽然也能提升性能,但远远没有发挥出它的威力,在C语言这种追求极致效率的环境下,我们更要充分利用Redis提供的丰富数据结构,有一个常见的场景是统计网站的在线用户数或者某个操作的频率,如果用传统数据库,频繁的读写会成为瓶颈,但用Redis,我们可以直接用INCR和DECR命令来处理计数器,这些操作是原子性的,速度极快,而且完全不需要C程序自己去处理锁的问题,再比如,我们要维护一个排行榜,如果用C语言自己在内存里排序,还要处理数据持久化、多进程同步等一堆麻烦事,但用Redis的ZSET(有序集合),直接ZADD、ZRANGE命令一下,所有排序、去重、范围查询的功能Redis都帮你高效地完成了,C程序只需要发送简单的命令和接收结果,把复杂的逻辑卸载(Offload)到Redis端,这就是我说的“让专业的人做专业的事”,Redis处理数据结构和原子操作,C语言处理业务逻辑和网络通信。

用C语言配合Redis搞开发,感觉效率和性能都挺不错的那种模式

要非常注意减少C程序与Redis服务器之间的网络往返次数,每一次网络通信都是有成本的,尤其是在网络延迟比较高的情况下,如果C程序需要查询10个键的值,用了一个for循环,发送10次GET命令,那就会产生10次网络往返,这个开销是非常大的,正确的做法是使用Redis的管道(Pipelining)功能,管道允许C程序一次性把多个命令打包发送给Redis服务器,然后一次性接收所有的回复,这极大地减少了网络延迟带来的影响,我们可以把10个GET命令通过一个管道发送,最终可能只用了相当于一次或两次网络往返的时间,在C语言中,这通常是通过使用像hiredis这样的官方客户端库来实现的,它提供了提交管道命令和获取管道回复的接口,这种批量操作的思想,是提升性能的关键。

用C语言配合Redis搞开发,感觉效率和性能都挺不错的那种模式

对于复杂的多步骤操作,要善用Redis的Lua脚本,我们需要的一系列操作不仅仅是简单的读或写,而是有逻辑判断的,先检查某个键是否存在,如果存在就对其值进行修改,如果不存在则进行初始化,如果这个流程由C程序来控制,就需要先发一个EXISTS命令,等收到回复后再决定发下一条命令,这又变成了两次网络往返,而使用Lua脚本,我们可以把这一整套逻辑写成一个脚本,一次性发送给Redis服务器,Redis会保证这个Lua脚本的原子性执行(在执行过程中不会被其他命令打断),既保证了数据的一致性,又避免了多次网络开销,C程序只需要调用EVAL或EVALSHA命令执行脚本就行了,这相当于把一部分简单的业务逻辑也“下沉”到了Redis端,进一步减轻了C程序的负担和网络压力。

在C语言这一侧,要做好连接管理,频繁地创建和断开与Redis的连接是非常消耗资源的,一个高效的模式是使用连接池,在程序启动时,就创建好一定数量的Redis连接(使用hiredis库的redisConnect),并维护在一个池子里,当C程序需要与Redis交互时,就从池子里借用一个连接,用完后立刻归还,而不是关闭它,这样避免了每次操作都经历TCP三次握手和断开连接的开销,大大提升了效率,连接池的管理,包括连接数的设置、健康检查等,需要根据实际业务压力来仔细调优。

是关于数据序列化的问题,C语言和Redis之间传输的是字节流,当需要存储复杂的结构体时,我们需要将其序列化成字节数组,这里的选择很重要,虽然可以用JSON,但JSON解析和生成在C语言里相对麻烦,性能也不是最优,更高效的做法是使用更紧凑的序列化协议,比如MessagePack或Protocol Buffers,甚至根据业务自定义一种简单的二进制格式,目标就是减少序列化后数据的大小,从而减少网络传输的数据量和Redis的内存占用,更小的数据意味着更快的速度和更低的资源消耗。

用C语言和Redis开发的高性能模式,用Redis丰富的数据结构卸载C程序的逻辑负担;用管道和Lua脚本最大限度地减少网络通信次数;用连接池管理避免连接开销;用高效的序列化协议减少数据体积。 这几招结合起来,就能让C程序的性能潜力和对Redis的高效利用完美结合,达到一种“感觉效率和性能都挺不错”的状态,这种模式在很多高性能的中间件、实时数据处理系统中都有广泛的应用。