流水線功能
通過減少客戶端與伺服器之間的通訊次數來提高程式的 執行效率

通訊
在一般情況下, 使用者每執行一個 Redis 命令,客戶端與伺服器都需要進行一次通訊:客戶端會將命令 請求傳送給伺服器,而伺服器則會將執行命令所得的結果返回給客戶端。

當程式執行一些複雜的操作時, 客戶端可能需要執行多個命令, 並與伺服器進行多次通訊。

多次通訊示例(1/2)
舉個例子,假設我們正在構建一個為圖書打標籤(tag)的網站,這個網站上的每本圖書都可以被打上任
意多個標籤。 並且為了記錄哪些標籤的圖書是最多人閱覽的,我們會為每個標籤建立一個點選計數器,每當使用者瀏
覽網站上的某本書時,程式就會對該書擁有的各個標籤的點選計數器執行增一操作。
舉個例子,對於《Redis in Action》這本書, 使用者可能會給它打上“計算機”、“程式設計”、“資料庫”和“Redis”這四個標籤, 每次當《Redis in Action》的頁面被訪問時, 程式就會對這四個標籤的點選計數器執行增一操作

INCR tag::計算機::click_counter
INCR tag::程式設計::click_counter
INCR tag::資料庫::click_counter
INCR tag::Redis::click_counter
 

多次通訊示例(2/2)
對於這個點選計數程式來說,客戶端要執行的 INCR 命令次數取決於書本的標籤數量,而標籤的數量
越多, 要執行的 INCR 命令就越多。
右圖就展示了《Redis in Action》的頁面被檢視時,客戶端和伺服器之間進行的通訊情況

因為 Redis 伺服器的效能非常高, 所以當一個命令 請求抵達服 務器之後, 伺服器通常很快就會將命令 執行完畢, 並向客戶端返回命令的執行結果

多數情況下,客戶端在執行 Redis 命令時,大部分等待時間都耗費在了傳送命令請求和接收命令回覆上面

流水線功能
對於前面展示的點選計數器這種需要執行多個命令的程式來說, 如果我們能減少程式執行時, 客戶端 與伺服器之間的通訊次數, 就能夠有效地提升程式的效能, 而 Redis 的流水線功能(pipeline)就是為此 而設定的。
Redis 的流水線功能允許客戶端一次將多個命令請求傳送給伺服器, 並將被執行的多個命令請求的結 果在一個命令回覆中全部返回 給客戶端,使用這個功能可以有效地減少客 戶端在執行多個命令時需要與伺服器進行通訊的次數。
 

流水線應用示例
以前面列出的點 擊計數器為例, 我們可以將多條 INCR 命令都包裹到一個流水 線裡面執行, 使得程式
在執行 N 個 INCR 命令時所需的通訊次數從 N 次降低為一次
下圖展示了流水線功能是如何將更新《 Redis in Action》各個標籤的點選計數器所需的通訊次數從四次降低為一次的。

Python 客戶端中的流水線功能(1/2)
各個 Redis 客戶端使用流水線功能的方法都不一樣, 以下程式碼展示了在使用 Python 客戶端的情況
下, 開啟流水線功能來更新《Redis in Action》各個標籤的點選計數器的方法:
from redis import Redis
# 建立 Redis 客戶端
client = Redis()
# 建立一個流水線物件,包裹四個 INCR 命令
# transaction=False 表示關閉事務功能,只使用流水線功能 # 關於事務方面的詳細資訊我們稍後就會介紹
pipeline = client.pipeline(transaction=False)
pipeline.incr('tag::計算機::click_counter')
pipeline.incr('tag::程式設計::click_counter')
pipeline.incr('tag::資料庫::click_counter')
pipeline.incr('tag::Redis::click_counter')
# 以流水線形式傳送被包裹的四個命令
pipeline.execute()
 

Python 客戶端中的流水線功能(2/2)
以流水線方式執行的多個命令的結果會在一個命令回覆中被返回, 以下是上面的計數器更新程式碼的執行結果
# 多個命令的結果會以列表的形式返回
# 列表的第一個項 10087 是 tag::計算機::click_counter 的值
#  第二個項 5001 是 tag::程式設計::click_counter 的值
# 第三個項 3421 是 tag::資料庫::click_counter 的值
# 第四個項 1001 是 tag::Redis::click_counter 的值
[10087, 5001, 3421, 1001]

總結：
在一般情況下,使用者每執行一個 Redis 命令,客戶端和伺服器都需要進行一次通訊:客戶端向伺服器發
送命令請求,而伺服器則會將執行命令所得的命令回覆返回 給客戶端。
在大多數情況下, 執行命令時的絕大部分時間都耗費在了傳送命令和接收回復的 過程上,因此減少客
戶端與伺服器之間的通訊次數,可以有效地提高程式的 執行效率。
流水線可以將多條命令打包一起 傳送,並且在一次回覆中接收所有被 執行命令的結果,使用這個功能
可以有效地提升程式在 執行多條命令時的效率。