10 | Swoole与Go系列教程之Redis连接池的应用

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大家好，我是码农先森。

写在前面

Redis 连接池的出现是为了解决频繁地创建和销毁 Redis 连接带来的性能开销和资源浪费。在传统的 Redis 连接方式中，每次与 Redis 服务进行通信时都需要创建新的连接，完成操作后再关闭连接，这种方式会导致频繁地进行 TCP 连接的建立和释放，增加了网络开销和系统负载。

为了优化性能并提高 Redis 的吞吐量，引入了连接池机制。连接池通过预先创建一定数量的连接，并将这些连接保存在一个连接池中。Redis连接池是一种优化Redis连接方式的机制，通过连接的复用和管理，提高了系统性能、资源利用和稳定性。

Redis 连接池的原理

Redis连接池的实现原理如下：

1. 创建连接池：在初始化阶段，创建一个连接池对象，该对象内部会维护一个连接的队列。
2. 预先创建连接：根据配置的最小连接数，在连接池中创建一定数量的连接，并将这些连接保存在连接队列中。
3. 获取连接：当应用程序需要与Redis进行通信时，从连接池中获取一个可用的连接。
4. 连接复用：获取连接后，应用程序可以使用该连接进行操作，如执行Redis命令、读取或写入数据等。
5. 连接归还：操作完成后，应用程序将连接归还给连接池，而非直接关闭连接。连接池会将归还的连接放回连接队列，并标记为可用状态。
6. 连接池管理：连接池还负责管理连接的扩容和缩减。

通过连接池实现连接的复用和管理，连接池避免了频繁创建和销毁连接的开销，减少了网络通信的延迟时间，并且能够限制并发连接数，优化系统性能和稳定性。

在 Swoole 中的应用

在 Swoole 中 Redis 连接池是基于 Channel 来实现的，实行先进先出的原则。使用 Swoole\Database\RedisPool() 方法初始化连接池对象，其中有四个常用的方法如下：

• get 方法用于获取连接，如果连接池未满时则会创建新的连接。
• put 方法用于回收连接，在连接使用完毕之后，进行归还。
• fill 方法用于填充连接池，适用于提前创建好连接，以便在 get 时直接使用。
• close 用于关闭连接池，如果连接池不使用了，则直接关闭，节省资源。

<?php
declare(strict_types=1);

use Swoole\Coroutine;
use Swoole\Database\RedisConfig;
use Swoole\Database\RedisPool;
use Swoole\Runtime;

const N = 1024;

Runtime::enableCoroutine();
$s = microtime(true);
Coroutine\run(function () {
    $pool = new RedisPool((new RedisConfig)
        ->withHost('127.0.0.1')
        ->withPort(6379)
        ->withAuth('')
        ->withDbIndex(0)
        ->withTimeout(1)
    );
    for ($n = N; $n--;) {
        Coroutine::create(function () use ($pool) {
            $redis = $pool->get();
            $result = $redis->set('foo', 'bar');
            if (!$result) {
                throw new RuntimeException('Set failed');
            }
            $result = $redis->get('foo');
            if ($result !== 'bar') {
                throw new RuntimeException('Get failed');
            }
            $pool->put($redis);
        });
    }
});
$s = microtime(true) - $s;
echo 'Use ' . $s . 's for ' . (N * 2) . ' queries' . PHP_EOL;

在 Go 语言中的应用

go-redis 底层维护了一个连接池，不需要手动管理。默认情况下， go-redis 连接池大小为 runtime.GOMAXPROCS * 10，在大多数情况下默认值已经足够使用。

go-redis 连接池：

• 使用 slice 存储（构建）连接池，每个单位代表一个连接
• 支持自动关闭（回收）空闲的连接
• 支持设置连接的最大存活时间
• 支持统计连接池的状态
• 不支持单个连接的健康检查，需要用户自行在业务层实现

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis"
)

func main() {
    // 指定连接池数量为 100
    client := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr: "192.168.8.200:6379",
        Password: "123456",
        DB: 0,
        PoolSize: 100,
    })

    pong, err := client.Ping().Result()
    fmt.Println(pong, err)
}

总结

1. Redis 连接池的出现是为了解决频繁地创建和销毁 Redis 连接带来的性能开销和资源浪费。
2. 在 Swoole 中 Redis 连接池是基于 Channel 来实现的，实行先进先出的原则。
3. 在 Go 语言中使用了第三方包 go-redis 来实现了 Redis 的连接池。

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