為保護未成年人的身心健康，2007 年國家推出網絡游戲防沉迷系統(tǒng)，對未成年人的游戲時間進行限制，游戲廠家需要及時感知用戶的下線時間并上報。Redis 是游戲數(shù)據(jù)庫重要選型之一，在基于開源 Redis 實現(xiàn)以上功能時，感知用戶下線行為延遲較大，導致上報時間不準確。華為云 GaussDB(for Redis)作為一款企業(yè)級游戲數(shù)據(jù)庫，具備卓越的企業(yè)級能力，能及時上報用戶下線行為，并被廣泛應用于排行榜等多種業(yè)務場景。

基于 Redis 的用戶下線上報實現(xiàn)

實現(xiàn)用戶下線上報能力的常見方式

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

（1）用戶登錄后，為每一個用戶 key 設置一個過期時間（3-5 分鐘）；

（2）游戲客戶端，定期每分鐘上報一次心跳，收到心跳后，服務端重置游戲用戶 key 的過期時間；

（3）為避免網絡波動造成的未及時上報，若 5 分鐘內，收到心跳，則重置過期時間；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感知 key 過期，以確保上報時間的準確性。

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。對于每個 key 的修改，鍵空間通知都會發(fā)送兩種不同類型的事件。以 DB0 用戶 mykey 過期為例，Redis 會發(fā)送兩條消息，相當于執(zhí)行了兩個 publish 命令：

PUBLISH__keyspace@0__:mykeyexpire

復制代碼

通過訂閱頻道__keyspace@0__:mykey 可以接收0號數(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]來開啟或者關閉鍵空間通知功能，若 parameter 為空則表示關閉該功能，若不空則開啟。通常將參數(shù)設置為“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'

復制代碼

GaussDB(for Redis) VS 開源 Redis

過期鍵空間通知延時對比

Redis 規(guī)格：都采用 4GB 的規(guī)格

測試步驟：

使用 memtier_benchmark 預置 10w 個 key

使用客戶端定期 key 過期事件

使用 python 腳本，對其中的 3w 個 key 設置 10s 過期時間

分別在有業(yè)務流量和無業(yè)務流量場景，統(tǒng)計收到 3w 個 key 過期的通知耗時

測試結果：

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

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，即在訪問時進行過期檢查，同時后臺以一定頻率執(zhí)行定期檢查任務，可以通過修改配置文件 redis.conf 的 hz 選項來調整這個頻率。每次過期任務會按以下流程進行刪除操作：

1. 從設置了過期時間的 key 的集合中隨機檢查 20 個 key；

2. 刪除檢查中發(fā)現(xiàn)的所有過期 key；

3. 如果檢查結果中 25%以上的 key 已過期，則開始新一輪任務。

可以注意到，開源 Redis 并不是一次運行就檢查所有的庫中所有的鍵，而是隨機檢查一定數(shù)量的鍵，從而導致上報延時長。而 GaussDB(for Redis)后臺有一個實時線程會對 key 進行持續(xù)掃描，及時上報過期 key，也不會影響前臺寫操作。

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

審核編輯 黃宇