Redis Streams：构建实时消息队列与事件日志系统

好嘞，各位观众老爷们，今天咱们就来聊聊 Redis Streams 这个既能当实时消息队列，又能当事件日志系统的“瑞士军刀”！准备好你们的爆米花🍿，咱们这就开始这趟奇妙的 Redis 之旅！

开场白：Redis 不止是 Key-Value 那么简单！

说起 Redis，大家的第一印象可能都是：哦，一个速度贼快的 Key-Value 数据库！用来做缓存简直是绝配！但 Redis 的强大之处远不止于此。它就像一个深藏不露的武林高手，除了 “葵花点穴手”（Key-Value），还精通各种 “绝世武功”，比如 Sorted Sets，Pub/Sub，还有我们今天要重点介绍的——Redis Streams！

Redis Streams，顾名思义，就是 Redis 的“流”数据结构。它是一种持久化的，可追加的，具有消息ID的消息队列。听起来是不是有点抽象？ 别怕，咱们把它掰开了揉碎了，用大白话给你讲明白！

第一章：Redis Streams 是个啥？它能干啥？

想象一下，你是一家电商网站的技术负责人，每天需要处理海量的用户行为数据：用户的点击、浏览、购买，商品的库存变化，订单的状态更新等等。这些数据就像潮水一样涌来，如果直接写入数据库，数据库可能会被瞬间淹没。怎么办呢？

这时候，就需要一个“蓄水池”，把这些数据先缓冲起来，然后再慢慢地处理。Redis Streams 就是这个“蓄水池”！

1.1 Streams 的核心概念：让数据像河流一样流淌

• Stream (流)：这就是我们说的“蓄水池”，它是一个有序的消息序列，每个消息都有一个唯一的 ID。你可以把它想象成一条河流，消息就像水滴一样，源源不断地流入这条河流。
• Message (消息)：就是河流里的水滴，它包含了实际的数据。
• Entry ID (消息ID)：每个水滴都有一个唯一的编号，用来标识它在河流中的位置。Redis Streams 的 Entry ID 是时间戳 + 序列号的形式，保证了消息的全局唯一性和有序性。
• Consumer Group (消费者组)：一群消费者组成一个组，共同消费 Stream 中的消息。
• Consumer (消费者)：消费者组里的成员，负责处理消息。
• Pending Entries List (PEL，待处理列表)：记录了已经发送给消费者，但还没有被确认消费的消息。防止消息丢失！

1.2 Streams 的应用场景：十八般武艺样样精通

• 实时消息队列：就像前面电商的例子，Streams 可以作为高吞吐、低延迟的消息队列，处理各种事件数据。
• 事件日志系统：Streams 可以记录应用程序的各种事件，方便进行审计、分析和故障排查。
• 实时监控：Streams 可以实时监控系统的各项指标，例如服务器的 CPU 使用率、内存占用率等等。
• 聊天室：Streams 可以实现简单的聊天室功能，实时传递用户的消息。

第二章：Streams 的基本操作：学几招 “葵花点穴手”

掌握了 Streams 的基本概念，接下来咱们就要学习 Streams 的基本操作了。就像学习武功一样，先从最基础的招式开始！

2.1 添加消息：向河流里注入 “水滴”

使用 XADD 命令可以向 Stream 中添加消息。

XADD mystream * sensor-id 1234 temperature 19.8

• mystream：Stream 的名称。
• *：表示让 Redis 自动生成 Entry ID。也可以指定一个自定义的 Entry ID，但一般不建议这样做，因为 Redis 会自动保证 Entry ID 的唯一性和有序性。
• sensor-id 1234 temperature 19.8：消息的内容，Key-Value 的形式。

2.2 读取消息：从河流里捞 “鱼”

• XREAD： 从一个或多个 Stream 中读取消息，阻塞式读取。

XREAD COUNT 2 BLOCK 0 STREAMS mystream $

• COUNT 2：最多读取 2 条消息。

• BLOCK 0：如果 Stream 中没有消息，则阻塞等待，0 表示永远等待。

• STREAMS mystream $：从 mystream 这个 Stream 中读取消息，$ 表示只读取 Stream 中新增的消息。

• XRANGE： 根据 Entry ID 范围读取消息。

XRANGE mystream 1698883200000-0 1698883200005-0

• 1698883200000-0：起始 Entry ID。
• 1698883200005-0：结束 Entry ID。

2.3 创建消费者组：组团 “捕鱼”

使用 XGROUP CREATE 命令可以创建一个消费者组。

XGROUP CREATE mystream mygroup $ MKSTREAM

• mystream：Stream 的名称。
• mygroup：消费者组的名称。
• $：表示从 Stream 的末尾开始消费。
• MKSTREAM：如果 Stream 不存在，则自动创建 Stream。

2.4 从消费者组中读取消息：分工合作 “捕鱼”

使用 XREADGROUP 命令可以从消费者组中读取消息。

XREADGROUP GROUP mygroup Alice COUNT 1 BLOCK 0 STREAMS mystream >

• GROUP mygroup Alice：指定消费者组的名称和消费者的名称。
• COUNT 1：最多读取 1 条消息。
• BLOCK 0：如果 Stream 中没有消息，则阻塞等待，0 表示永远等待。
• STREAMS mystream >：从 mystream 这个 Stream 中读取消息，> 表示只读取还没有被任何消费者消费的消息。

2.5 确认消息：告诉河流 “鱼已经上岸了”

使用 XACK 命令可以确认消息已经被消费。

XACK mystream mygroup 1698883200000-0

• mystream：Stream 的名称。
• mygroup：消费者组的名称。
• 1698883200000-0：需要确认的消息的 Entry ID。

2.6 处理待处理消息：捞回 “漏网之鱼”

使用 XPENDING 命令可以查看待处理列表中的消息。

XPENDING mystream mygroup

使用 XCLAIM 命令可以将待处理列表中的消息转移给其他消费者。

XCLAIM mystream mygroup Bob 3600000 1698883200000-0

• Bob：新的消费者名称。
• 3600000：消息的最小空闲时间，单位是毫秒。
• 1698883200000-0：需要转移的消息的 Entry ID。

第三章：Streams 的高级特性：解锁更多 “武功秘籍”

掌握了 Streams 的基本操作，接下来咱们就要学习 Streams 的高级特性了。就像学习武功一样，从基础招式进阶到高级秘籍！

3.1 消息持久化：确保 “水滴” 不会消失

Redis Streams 的消息是持久化的，这意味着即使 Redis 服务器重启，消息也不会丢失。Redis 会将 Stream 中的消息写入磁盘，并在启动时重新加载到内存中。

3.2 消费者组的优势：多人协作效率高

• 负载均衡：消费者组可以自动将消息分配给不同的消费者，实现负载均衡。
• 消息确认：消费者组可以确保每条消息都被至少一个消费者处理。
• 故障转移：如果一个消费者出现故障，消费者组可以自动将未处理的消息转移给其他消费者。

3.3 消息ID 的奥秘：时间旅行不是梦

Redis Streams 的 Entry ID 是时间戳 + 序列号的形式，这使得我们可以根据时间范围来查询消息。例如，我们可以查询过去 10 分钟内的所有消息，或者查询某个时间点之后的所有消息。

3.4 Stream 的长度限制：池塘再大也有边界

使用 MAXLEN 参数可以限制 Stream 的长度。当 Stream 中的消息数量超过 MAXLEN 时，Redis 会自动删除最旧的消息。

XADD mystream MAXLEN ~ 1000 * sensor-id 1234 temperature 19.8

• MAXLEN ~ 1000：表示 Stream 的最大长度是 1000 条消息，~ 表示近似值。

第四章：Streams 的实战演练：打造你的专属 “消息中心”

学习了 Streams 的理论知识，接下来咱们就要进行实战演练了。就像学习武功一样，光说不练假把式！

4.1 场景一：构建一个简单的实时聊天室

1. 用户发送消息：用户发送的消息通过 XADD 命令添加到 Stream 中。
2. 用户接收消息：用户通过 XREADGROUP 命令从 Stream 中读取消息。
3. 消息持久化：Redis Streams 自动将消息持久化到磁盘。

4.2 场景二：构建一个事件日志系统

1. 应用程序记录事件：应用程序的各种事件通过 XADD 命令添加到 Stream 中。
2. 分析系统读取事件：分析系统通过 XRANGE 命令从 Stream 中读取事件，进行分析和处理。
3. 审计系统读取事件：审计系统通过 XRANGE 命令从 Stream 中读取事件，进行审计和监控。

第五章：Streams 的注意事项：避开 “坑” ，一路坦途

学习了 Streams 的实战演练，接下来咱们就要了解 Streams 的注意事项了。就像学习武功一样，了解弱点才能百战不殆！

• 合理设置 Stream 的长度：Stream 的长度会影响 Redis 的内存占用。需要根据实际情况合理设置 Stream 的长度。
• 合理设置消费者组的数量：消费者组的数量会影响消息的处理速度。需要根据实际情况合理设置消费者组的数量。
• 监控待处理列表：待处理列表中的消息可能会被丢失。需要定期监控待处理列表，及时处理未确认的消息。
• 注意 Entry ID 的格式：Entry ID 是时间戳 + 序列号的形式，需要保证时间戳的单调递增。

总结：Redis Streams，值得拥有！

Redis Streams 是一个非常强大的数据结构，它可以用来构建各种实时应用，例如实时消息队列、事件日志系统、实时监控系统等等。如果你正在寻找一个高性能、高可靠的消息队列解决方案，那么 Redis Streams 绝对值得你拥有！

总而言之，Redis Streams 就像一位多才多艺的“大侠”，既能快速存储数据，又能保证数据的可靠性，还能灵活地处理各种消息。学会了 Redis Streams，你就能在数据处理的江湖中游刃有余，成为真正的“数据英雄”！💪

希望这篇文章能让你对 Redis Streams 有一个更深入的了解。如果有什么疑问，欢迎在评论区留言，我会尽力解答！ 咱们下期再见！👋