Redis如何实现计数统计

介绍

计数器大量应用于互联网上大大小小的项目，你可以在很多场景都能找到计数器的应用范畴，单纯以技术派项目为例，也有相当多的地方会有计数相关的诉求，比如

• 文章带赞数
• 收藏数
• 评论数
• 用户粉丝数
• ......

技术派中有两种查询计数相关的方案，一个是基于db中的操作记录进行实施，一种是基于redis的incr特性来实现计数器

下面来看一下，redis的计数器是怎样用于技术派的技术场景的

计数的业务场景

首先我们看一下技术派中使用到的计数器的场景，主要有两大类（业务计数+pv/uv），三个细分领域（用户、文章、站点）

用户的相关统计信息

• 文章数，文章总阅读数，粉丝数，关注作者数，文章被收藏数、被点赞数量

站点的pv/uv等统计信息

• 网站的总pv/uv，某一天的pv/uv
• 某个uri的pv/uv

注意上面的几个场景，这里主要介绍redis计数器的使用

那用户与文章的相关统计将是我们的重点，因为这两个的业务属性很相似，因此我们选择一个重点，以用户统计来实现。

redis计数器

redis计数器，主要是借助原生的incr指令来实现原子的+1-1操作，更棒的是不仅redis的string数据结构支持incr，hash、zset数据结构同样也是支持incr的

1.incr指令

Redis incr命令将key中存储的数字值增值一。

• 如果key不存在，那么key的值会先被初始化为0，然后在执行INCR操作。
• 如果值包含错误类型，或者字符串类型的值不能表示为数字，那么返回一个错误。
• 本操作的值限制在64位有符号数字表示之内。

接下来看项目封装实现

    /**
     * 自增
     *
     * @param key
     * @param filed
     * @param cnt
     * @return
     */
    public static Long hIncr(String key, String filed, Integer cnt) {
        return template.execute((RedisCallback<Long>) con -> con.hIncrBy(keyBytes(key), valBytes(filed), cnt));
    }

2.用户计数统计

我们将用户的相关计数，每个用户对应一个hash数据结构

key： user_statistic_${userId}

filed： 

• follCount： 关注数
• fansCount： 粉丝数
• articleCount： 已发布文章数
• praiseCount: 文章点赞数
• readCount： 文章被阅读数
• collectionCount： 文章被收藏数

计数器的核心就在于满足条件之后，实现的计数 + 1 / -1

通常的业务场景中，此类计数不太建议直接与业务代码强耦合，举个例子

用户收藏了一篇文章，若按照正常的设计，就是在收藏这里，带哦用计数器执行 + 1 操作 

上面这样实现有问题吗？ 

显然是没有额问题的，但是不够好，不够优雅。

比如现在技术派的场景中，点赞之后，除了计数器更新之外，还有前面用户说到的用户活跃度更新，若所有的逻辑都放在业务中，会导致业务的耦合较重

技术派选择消息机制来应对这种场景（大一点的项目会设计自己额的消息总线，为了让各自的业务逻辑内聚，向外抛出自己额的状态/业务变更消息，实现解耦）

对映的，计数实现逻辑在。src/main/java/com/github/paicoding/forum/service/statistics/listener/UserStatisticEventListener.java

package com.github.paicoding.forum.service.statistics.listener;
 
import com.github.paicoding.forum.api.model.enums.ArticleEventEnum;
import com.github.paicoding.forum.api.model.event.ArticleMsgEvent;
import com.github.paicoding.forum.api.model.vo.notify.NotifyMsgEvent;
import com.github.paicoding.forum.core.cache.RedisClient;
import com.github.paicoding.forum.service.article.repository.dao.ArticleDao;
import com.github.paicoding.forum.service.article.repository.entity.ArticleDO;
import com.github.paicoding.forum.service.comment.repository.entity.CommentDO;
import com.github.paicoding.forum.service.user.repository.entity.UserFootDO;
import com.github.paicoding.forum.service.user.repository.entity.UserRelationDO;
import com.github.paicoding.forum.service.statistics.constants.CountConstants;
import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import javax.annotation.Resource;
 
/**
 * 用户活跃相关的消息监听器
 *
 * @author YiHui
 * @date 2023/8/19
 */
@Component
public class UserStatisticEventListener {
    @Resource
    private ArticleDao articleDao;
 
    /**
     * 用户操作行为，增加对应的积分
     *这段代码是一个使用Spring框架的事件监听器注解。
     * 它使用了@EventListener注解来指定要监听的事件类型为NotifyMsgEvent.class，并且使用了@Async注解来表示该方法是异步执行的。
     *
     * 当NotifyMsgEvent事件被发布时，该事件监听器方法将被自动调用。由于使用了@Async注解，
     * 该方法将在单独的线程中异步执行，不会阻塞主线程。
     * @param msgEvent
     */
    @EventListener(classes = NotifyMsgEvent.class)
    @Async
    public void notifyMsgListener(NotifyMsgEvent msgEvent) {
        switch (msgEvent.getNotifyType()) {
            //评论/回复
            case COMMENT:
            case REPLY:
                CommentDO comment = (CommentDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + comment.getArticleId(), CountConstants.COMMENT_COUNT, 1);
                break;
             //删除评论/回复
            case DELETE_COMMENT:
            case DELETE_REPLY:
                comment = (CommentDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + comment.getArticleId(), CountConstants.COMMENT_COUNT, -1);
                break;
                //收藏
            case COLLECT:
                UserFootDO foot = (UserFootDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentUserId(), CountConstants.COLLECTION_COUNT, 1);
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentId(), CountConstants.COLLECTION_COUNT, 1);
                break;
                //取消收藏
            case CANCEL_COLLECT:
                foot = (UserFootDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentUserId(), CountConstants.COLLECTION_COUNT, -1);
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentId(), CountConstants.COLLECTION_COUNT, -1);
                break;
                //点赞
            case PRAISE:
                foot = (UserFootDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentUserId(), CountConstants.PRAISE_COUNT, 1);
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentId(), CountConstants.PRAISE_COUNT, 1);
                break;
                //取消点赞
            case CANCEL_PRAISE:
                foot = (UserFootDO) msgEvent.getContent();
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentUserId(), CountConstants.PRAISE_COUNT, -1);
                RedisClient.hIncr(CountConstants.ARTICLE_STATISTIC_INFO + foot.getDocumentId(), CountConstants.PRAISE_COUNT, -1);
                break;
            case FOLLOW:
                UserRelationDO relation = (UserRelationDO) msgEvent.getContent();
                // 主用户粉丝数 + 1
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + relation.getUserId(), CountConstants.FANS_COUNT, 1);
                // 粉丝的关注数 + 1
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + relation.getFollowUserId(), CountConstants.FOLLOW_COUNT, 1);
                break;
            case CANCEL_FOLLOW:
                relation = (UserRelationDO) msgEvent.getContent();
                // 主用户粉丝数 + 1
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + relation.getUserId(), CountConstants.FANS_COUNT, -1);
                // 粉丝的关注数 + 1
                RedisClient.hIncr(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + relation.getFollowUserId(), CountConstants.FOLLOW_COUNT, -1);
                break;
            default:
        }
    }
 
    /**
     * 发布文章，更新对应的文章计数
     *
     * @param event
     */
    @Async
    @EventListener(ArticleMsgEvent.class)
    public void publishArticleListener(ArticleMsgEvent<ArticleDO> event) {
        ArticleEventEnum type = event.getType();
        if (type == ArticleEventEnum.ONLINE || type == ArticleEventEnum.OFFLINE || type == ArticleEventEnum.DELETE) {
            Long userId = event.getContent().getUserId();
            int count = articleDao.countArticleByUser(userId);
            RedisClient.hSet(CountConstants.USER_STATISTIC_INFO + userId, CountConstants.ARTICLE_COUNT, count);
        }
    }
}

上面直接基于当下技术派抛出的各种消息事件，来实现用户/文章对应计数变更

不一样的地方则在于用户的文章数统计，因为消息发布时，并没有告知这个文章是 从 未上线状态到发布， 发布到下线/删除 ，因此无法进行+1 -1。我们直接采用的是全量的更新策略。

注：

全量更新策略指的是**在数据同步或更新过程中，每次都对整个数据集进行处理，而不是只更新发生变化的部分**。

这种策略的优点包括：

- **简单直观**：由于不需要考虑数据的增量变化，因此实现起来相对简单，易于理解和操作。
- **数据一致性**：每次全量更新可以确保目标系统中的数据与源系统保持完全一致，避免了因部分更新而导致的数据不一致问题。

然而，全量更新策略也存在一些缺点：

- **资源消耗大**：当数据量庞大或者更新频率较高时，全量更新可能会占用大量的网络带宽和存储资源，导致效率低下。
- **系统压力大**：频繁的全量更新可能会给系统带来较大的处理压力，尤其是在数据量持续增长的情况下，可能会超出系统的处理能力。

此外，在某些情况下，全量更新策略可能不是最佳选择。例如，在数据仓库中，如果源数据库的数据量非常大，而且只有少量数据发生变更，使用全量更新策略就不如增量更新策略高效。增量更新策略只针对发生变化的数据进行处理，这样可以大大减少数据处理的工作量和系统资源的消耗。

总的来说，全量更新策略适用于数据量较小或更新频率较低的场景，而在数据量大且更新频繁的环境中，可能需要考虑其他更高效的数据更新策略。在实际应用中，应根据具体的业务需求和系统条件来选择合适的更新策略。

3.用户统计信息查询

前面实现了用户的相关统计数，查询用户的统计信息则相对简单了，直接hgetall即可。

4.缓存一致性

基本上到上面，一个完整的计数服务就已经成型了，但是我们在实际的生产服务中，再自信的人也不保证它没问题100分。

通常我们会做一个校对/定时同步任务来保证缓存与实际数据中的一致性

技术派中选择简单的定时同步方案来实现

• 用户统计信息每天全量同步

• 文章统计信息每天全量同步

总结

基于redis的incr ，很容易就可以实现计数相关的需求支撑，但是为啥我们要用redis来实现一个计数器呢？直接用数据库的原始数据进行统计有什么问题吗？

通常而言，项目初期，或者项目本身非常简单，访问量低，只希望快速上线支撑业务时，使用db进行统计即可，优势时简单，叙述，不容易出问题；缺点则是每次都是实时统计性能差，扩展性不强。

当我们项目发展起来，借助redis直接存储最终结果。再展示层直接俄获取即可，性能更强，满足高并发，缺点是数据的一致性保障难度高。先选择一个实现代价小的，再重构哈啊哈哈。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。