GaussDB(for Redis) 游戏实践：玩家下线行为上报
为保护未成年人的身心健康，2007 年国家推出网络游戏防沉迷系统，对未成年人的游戏时间进行限制，游戏厂家需要及时感知用户的下线时间并上报。Redis 是游戏数据库重要选型之一，在基于开源 Redis 实现以上功能时，感知用户下线行为延迟较大，导致上报时间不准确。华为云 GaussDB(for Redis)作为一款企业级游戏数据库，具备卓越的企业级能力，能及时上报用户下线行为，并被广泛应用于排行榜等多种业务场景。
基于 Redis 的用户下线上报实现
实现用户下线上报能力的常见方式
游戏厂商使用 Redis key 过期功能，结合键空间通知功能（keyspace notification），可以实现用户下线上报，常见使用方式如下：
（1）用户登录后，为每一个用户 key 设置一个过期时间（3-5 分钟）；
（2）游戏客户端，定期每分钟上报一次心跳，收到心跳后，服务端重置游戏用户 key 的过期时间；
（3）为避免网络波动造成的未及时上报，若 5 分钟内，收到心跳，则重置过期时间；若未收到，将触发 key 过期，系统判定用户下线。
因此，Redis 键空间通知功能要及时感知 key 过期，以确保上报时间的准确性。
Redis 键空间通知功能
Redis 键空间通知，允许用户通过订阅频道或模式，以接收 key 的修改、过期等通知。对于每个 key 的修改，键空间通知都会发送两种不同类型的事件。以 DB0 用户 mykey 过期为例，Redis 会发送两条消息，相当于执行了两个 publish 命令：
通过订阅频道 __keyspace@0__:mykey 可以接收 0 号数据库中所有修改键 mykey 的事件， 而订阅频道 __keyevent@0__:expire 则可以接收 0 号数据库中所有执行 expire 命令的键。其中以 keyspace 为前缀的频道被称为键空间通知，而以 keyevent 为前缀的频道则被称为键事件通知。
可以通过命令 CONFIG SET notify-keyspace-events [parameter]来开启或者关闭键空间通知功能，若 parameter 为空则表示关闭该功能，若不空则开启。通常将参数设置为“AKE”，表示发送所有类型通知。
通过以下命令，可以订阅 DB0 所有过期的用户 key。
GaussDB(for Redis) VS 开源 Redis
过期键空间通知延时对比
Redis 规格：都采用 4GB 的规格
测试步骤：
使用 memtier_benchmark 预置 10w 个 key
使用客户端定期 key 过期事件
使用 python 脚本，对其中的 3w 个 key 设置 10s 过期时间
分别在有业务流量和无业务流量场景，统计收到 3w 个 key 过期的通知耗时
测试结果：
可以看出，在有无业务流量场景下，GaussDB(for Redis)仅需 9 秒即可完成全部 key 过期的上报，而社区 Redis 需要 4 分钟左右才能完成上报，严重影响用户下线行为上报的准确性。
原理分析
开源 Redis 键空间通知功能采用了惰性删除和定期删除两种策略，即在访问时进行过期检查，同时后台以一定频率执行定期检查任务，可以通过修改配置文件 redis.conf 的 hz 选项来调整这个频率。每次过期任务会按以下流程进行删除操作：
1. 从设置了过期时间的 key 的集合中随机检查 20 个 key；
2. 删除检查中发现的所有过期 key；
3. 如果检查结果中 25%以上的 key 已过期，则开始新一轮任务。
可以注意到，开源 Redis 并不是一次运行就检查所有的库中所有的键，而是随机检查一定数量的键，从而导致上报延时长。而 GaussDB(for Redis)后台有一个实时线程会对 key 进行持续扫描，及时上报过期 key，也不会影响前台写操作。
GaussDB(for Redis)是一款超越开源 Redis 的企业级 KV 数据库，在游戏场景中，除了被应用在游戏玩家下线场景，还被广泛应用在玩家数据存储、排行榜、好友关系、消息推送等场景。其采用存算分离的架构，既能满足游戏业务对高并发的性能指标要求，又能降本增效，深受游戏开发者的青睐。
附录
本文作者
华为云 GaussDB(for Redis)团队
杭州/西安/深圳简历投递
yuwenlong4@huawei.com
更多产品信息，欢迎访问 Redis 官方博客
bbs.huaweicloud.com/blogs/248875
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