為保護(hù)未成年人的身心健康，2007 年國家推出網(wǎng)絡(luò)游戲防沉迷系統(tǒng)，對(duì)未成年人的游戲時(shí)間進(jìn)行限制，游戲廠家需要及時(shí)感知用戶的下線時(shí)間并上報(bào)。Redis 是游戲數(shù)據(jù)庫重要選型之一，在基于開源 Redis 實(shí)現(xiàn)以上功能時(shí)，感知用戶下線行為延遲較大，導(dǎo)致上報(bào)時(shí)間不準(zhǔn)確。華為云 GaussDB(for Redis)作為一款企業(yè)級(jí)游戲數(shù)據(jù)庫，具備卓越的企業(yè)級(jí)能力，能及時(shí)上報(bào)用戶下線行為，并被廣泛應(yīng)用于排行榜等多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

基于 Redis 的用戶下線上報(bào)實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)用戶下線上報(bào)能力的常見方式

游戲廠商使用 Redis key 過期功能，結(jié)合鍵空間通知功能（keyspace notification），可以實(shí)現(xiàn)用戶下線上報(bào)，常見使用方式如下：

（1）用戶登錄后，為每一個(gè)用戶 key 設(shè)置一個(gè)過期時(shí)間（3-5 分鐘）；

（2）游戲客戶端，定期每分鐘上報(bào)一次心跳，收到心跳后，服務(wù)端重置游戲用戶 key 的過期時(shí)間；

（3）為避免網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)造成的未及時(shí)上報(bào)，若 5 分鐘內(nèi)，收到心跳，則重置過期時(shí)間；若未收到，將觸發(fā) key 過期，系統(tǒng)判定用戶下線。

因此，Redis 鍵空間通知功能要及時(shí)感知 key 過期，以確保上報(bào)時(shí)間的準(zhǔn)確性。

Redis 鍵空間通知功能

Redis 鍵空間通知，允許用戶通過訂閱頻道或模式，以接收 key 的修改、過期等通知。對(duì)于每個(gè) key 的修改，鍵空間通知都會(huì)發(fā)送兩種不同類型的事件。以 DB0 用戶 mykey 過期為例，Redis 會(huì)發(fā)送兩條消息，相當(dāng)于執(zhí)行了兩個(gè) publish 命令：

PUBLISH__keyspace@0__:mykeyexpire

復(fù)制代碼

通過訂閱頻道__keyspace@0__:mykey 可以接收0號(hào)數(shù)據(jù)庫中所有修改鍵 mykey 的事件， 而訂閱頻道__keyevent@0__:expire 則可以接收0號(hào)數(shù)據(jù)庫中所有執(zhí)行 expire 命令的鍵。其中以 keyspace 為前綴的頻道被稱為鍵空間通知，而以 keyevent 為前綴的頻道則被稱為鍵事件通知。

可以通過命令 CONFIG SET notify-keyspace-events [parameter]來開啟或者關(guān)閉鍵空間通知功能，若 parameter 為空則表示關(guān)閉該功能，若不空則開啟。通常將參數(shù)設(shè)置為“AKE”，表示發(fā)送所有類型通知。

通過以下命令，可以訂閱 DB0 所有過期的用戶 key。

redis-cli--csvpsubscribe'__keyevent@0__:expire'

復(fù)制代碼

GaussDB(for Redis) VS 開源 Redis

過期鍵空間通知延時(shí)對(duì)比

Redis 規(guī)格：都采用 4GB 的規(guī)格

測(cè)試步驟：

使用 memtier_benchmark 預(yù)置 10w 個(gè) key

使用客戶端定期 key 過期事件

使用 python 腳本，對(duì)其中的 3w 個(gè) key 設(shè)置 10s 過期時(shí)間

分別在有業(yè)務(wù)流量和無業(yè)務(wù)流量場(chǎng)景，統(tǒng)計(jì)收到 3w 個(gè) key 過期的通知耗時(shí)

測(cè)試結(jié)果：

可以看出，在有無業(yè)務(wù)流量場(chǎng)景下，GaussDB(for Redis)僅需 9 秒即可完成全部 key 過期的上報(bào)，而社區(qū) Redis 需要 4 分鐘左右才能完成上報(bào)，嚴(yán)重影響用戶下線行為上報(bào)的準(zhǔn)確性。

原理分析

開源 Redis 鍵空間通知功能采用了惰性刪除和定期刪除兩種策略，即在訪問時(shí)進(jìn)行過期檢查，同時(shí)后臺(tái)以一定頻率執(zhí)行定期檢查任務(wù)，可以通過修改配置文件 redis.conf 的 hz 選項(xiàng)來調(diào)整這個(gè)頻率。每次過期任務(wù)會(huì)按以下流程進(jìn)行刪除操作：

1. 從設(shè)置了過期時(shí)間的 key 的集合中隨機(jī)檢查 20 個(gè) key；

2. 刪除檢查中發(fā)現(xiàn)的所有過期 key；

3. 如果檢查結(jié)果中 25%以上的 key 已過期，則開始新一輪任務(wù)。

可以注意到，開源 Redis 并不是一次運(yùn)行就檢查所有的庫中所有的鍵，而是隨機(jī)檢查一定數(shù)量的鍵，從而導(dǎo)致上報(bào)延時(shí)長。而 GaussDB(for Redis)后臺(tái)有一個(gè)實(shí)時(shí)線程會(huì)對(duì) key 進(jìn)行持續(xù)掃描，及時(shí)上報(bào)過期 key，也不會(huì)影響前臺(tái)寫操作。

GaussDB(for Redis)是一款超越開源 Redis 的企業(yè)級(jí) KV 數(shù)據(jù)庫，在游戲場(chǎng)景中，除了被應(yīng)用在游戲玩家下線場(chǎng)景，還被廣泛應(yīng)用在玩家數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、排行榜、好友關(guān)系、消息推送等場(chǎng)景。其采用存算分離的架構(gòu)，既能滿足游戲業(yè)務(wù)對(duì)高并發(fā)的性能指標(biāo)要求，又能降本增效，深受游戲開發(fā)者的青睞。

審核編輯 黃宇