NewLife.Redis - 高性能 Redis 客户端组件

[English]

NewLife.Redis 是新生命团队打造的 高性能 / 高吞吐 / 易集成 的 Redis 客户端，核心目标：支撑实时计算、海量缓存、可靠消息、分布式基础设施等场景。组件自 2017 年起在多个千万 / 百亿级数据与高并发生产平台稳定运行，经受日均 80+ 亿次 调用考验。

核心特性
架构与模块划分
对比说明
安装与快速开始
基础用法
批量与集合操作
管道 Pipeline 与自动合并
消息 / 队列 / 可靠消费
序列化与编码器
性能测试参考
最佳实践与经验
多实例 & 高可用策略
扩展包 (Extensions)
与 MemoryCache 的协同
常见问题 FAQ
路线图 Roadmap
新生命项目矩阵
贡献指南 & 社区
许可证

核心特性

经大规模生产验证：200+ Redis 实例，日峰值 1 亿+ 业务对象写入 / 80+ 亿命令调用
低延迟：单次 Get/Set 往返 200~600µs（微秒级，含网络）
高吞吐：内置 连接池 (最大 100000 并发) + 同步高效协议解析 + 可选自动管道合并
自动重试与多地址故障切换：Server 支持逗号分隔多节点，网络型异常快速切换
丰富高级结构：List / Hash / Set / Queue / Stack / 延迟与可靠消费（基于 RPOPLPUSH/BRPOPLPUSH）
批量优化：GetAll / SetAll / 管道聚合显著降低 RTT
可插拔编码器：默认 JSON，可扩展二进制 / 自定义序列化，以减小包长与 GC 压力
追踪与监控：支持 ITracer（APM 链路），可插入性能计数器 PerfCounter
强命名 + 多目标框架：一份包覆盖 net45 / net461 / netstandard2.0 / netstandard2.1 / (扩展包含 netcoreapp3.1→net9)
零外部重量级依赖，充分复用 NewLife 生态（日志、配置、序列化、安全）

架构与模块划分

┌──────────────────────────────────────────┐
│ Redis (基础核心)                         │
│  ├─ 连接池 IPool<ObjectPool<RedisClient>>│
│  ├─ 协议解析 RedisClient / RESP          │
│  ├─ 基础 KV / 批量 / 过期 / 计数器       │
│  ├─ 重试 & 多节点切换 / 超时 / 限制       │
│  ├─ Pipeline 管理 (Start/Stop/Auto)      │
│  └─ 序列化编码 (IPacketEncoder)          │
│                                          │
│ FullRedis (扩展)                         │
│  ├─ 列表 RedisList<T>                    │
│  ├─ 哈希 RedisHash<T> (键值字典)         │
│  ├─ 队列 / 栈 / Set / 延迟消费           │
│  ├─ 发布订阅 (若启用) / 搜索辅助         │
│  └─ 可靠消息 (RPOPLPUSH / BRPOPLPUSH)    │
│                                          │
│ Extensions (DI 集成)                     │
│  ├─ IDistributedCache 实现               │
│  └─ IDataProtection 后端存储             │
└──────────────────────────────────────────┘

关键类说明：

Redis：核心客户端，提供协议管线、连接复用、自动管道、批量操作、性能统计、重试与故障转移。
RedisClient：底层连接与 RESP 命令执行单元（内部对象，池化管理）。
FullRedis：在 Redis 基础上追加更丰富数据结构及更高级场景能力。
RedisList<T> / RedisHash<T> 等：对 Redis 原生命令进行泛型包装，统一编码与序列化策略。
IPacketEncoder：编解码策略，可切换 JSON / 二进制。

对比说明

能力	NewLife.Redis	StackExchange.Redis	备注
连接池	内置，支持 Max=100000	Multiplexer（逻辑复用）	大并发场景更直观可控
自动管道	支持 AutoPipeline/FullPipeline	默认批量写入合并	精细控制与显式 StartPipeline
性能追踪	ITracer 接口	需外部集成	生态一致 APM 链路
序列化	可插拔 Encoder	仅字节/字符串，需外部序列化	降低调用侧样板代码
可靠消费	RPOPLPUSH/BRPOPLPUSH 包装	需手动实现	队列式工作流场景便利
生态整合	与 NewLife.* 组件无缝	无	同一风格 & 工具链

安装与快速开始

NuGet：NewLife.Redis

# 稳定版
dotnet add package NewLife.Redis
# 或开发版 (包含预发布)
dotnet add package NewLife.Redis -v *-*

示例（推荐单例，线程安全）：

using NewLife.Caching;
using NewLife.Log;

XTrace.UseConsole();
var rds = new FullRedis("127.0.0.1:6379", "pass", 7)
{
    Log = XTrace.Log,
    ClientLog = XTrace.Log,   // 调试阶段打开
    AutoPipeline = 100        // 达到阈值自动提交管道
};

rds.Set("user:1", new { Name = "Alice", Time = DateTime.Now }, 3600);
var user = rds.Get<String>("user:1");
Console.WriteLine(user);

基础用法

rds.Set("k1", 123, 600);          // 设置并指定过期
var v = rds.Get<Int32>("k1");
var ok = rds.Add("k2", "init");   // 仅在不存在时写入
var old = rds.Replace("k2", "new");
rds.Increment("counter", 1);
rds.Decrement("counter", 2);

过期管理：SetExpire(key, TimeSpan) 与 GetExpire(key)。

批量与集合操作

rds.SetAll(new Dictionary<String,Object>{{"a",1},{"b",2},{"c",3}}, 300);
var dict = rds.GetAll<Int32>(new[]{"a","b","c"});

泛型集合：

var list = rds.GetList<String>("queue:demo");
list.Add("job1");
var first = list[0];

注意：基础 Redis 实例仅支持字符串类操作，高级集合请实例化 FullRedis。

管道 Pipeline 与自动合并

场景：减少 RTT、提升批量操作吞吐。

var client = rds.StartPipeline();
for (var i = 0; i < 1000; i++) rds.Set(quot;p:{i}", i);
var results = rds.StopPipeline(); // results 为命令返回集合

自动模式：设置 AutoPipeline = 100 后，写操作累积到阈值自动提交；FullPipeline = true 时读请求也进入管道。

消息 / 队列 / 可靠消费

利用 List + RPOPLPUSH / BRPOPLPUSH 保障“取出-处理中-确认”原子性：

var src = rds.GetList<String>("jobs:ready");
var bak = rds.GetList<String>("jobs:working");
var job = src.RPOPLPUSH(bak.Key); // 取出放入备份队列
// 处理成功后从备份列表删除
bak.Remove(job);

阻塞获取：BRPOPLPUSH(destKey, timeoutSeconds)，timeout=0 表示永久阻塞。

序列化与编码器

默认编码：RedisJsonEncoder（内置 JSON 主机）。可通过实现 IPacketEncoder 定制二进制格式以减少内存与网络：

rds.Encoder = new MyBinaryEncoder();

如需共享 JSON 配置或自定义时间/数字格式，可设置：rds.JsonHost = RedisJsonEncoder.GetJsonHost();

性能测试参考

源码内置 Benchmark（Redis.Bench），典型结果（40 逻辑处理器，批量优化）：

写入 400,000 项 4 线程  ~576,368 ops
读取 800,000 项 8 线程  ~647,249 ops
删除 800,000 项 8 线程  ~1,011,378 ops

可执行：

rds.Bench(rand:true, batch:100);  // 随机 + 批量

实际性能受网络 RTT / 序列化复杂度 / Value 大小影响。建议单 Value 控制在 1.4KB 附近提升整体效率。

最佳实践与经验

多实例拆分：按 Key 哈希 (CRC16/CRC32) 分布到多 Redis，提高扩展性
合理 Value 大小：控制在 1~2KB；过大分片 / 压缩 / 结构化
批量优先：能 GetAll/SetAll 不循环单键；利用管道降低往返
高可靠消费：RPOPLPUSH + 备份列表手动确认
序列化：二进制优于 JSON；必要时，用池化缓冲减少 GC
性能监控：开启 Counter / Tracer 仅在需要时，避免热路径开销

多实例 & 高可用策略

Server 可配置："10.0.1.10:6379,10.0.1.11:6379"。

发生网络型异常（Socket/IO）时自动切换下一个地址
ShieldingTime 控制不可用节点屏蔽窗口
一段时间后自动尝试回切主节点

扩展包 (Extensions)

NewLife.Redis.Extensions 提供 ASP.NET Core 集成：

IDistributedCache 后端实现
IDataProtection 密钥存储

安装：

dotnet add package NewLife.Redis.Extensions

示例：

builder.Services.AddRedisCaching(options =>
{
    options.Server = "127.0.0.1:6379";
    options.Password = "pass";
});

与 MemoryCache 的协同

建议以 ICache 编程：小数据或临时热点 → MemoryCache；规模上升/跨进程共享 → 切换 Redis/FullRedis，无须修改业务逻辑。

常见问题 FAQ

Q: 是否支持发布订阅 / Stream / Cluster？
A: 基础代码已具备扩展点，发布订阅/更多结构可在 FullRedis 扩展层或后续版本完善。Cluster 分片可通过多实例 + Key 路由策略实现。
Q: 如何处理反序列化失败？
A: TryGetValue 返回是否存在键，即使反序列化失败仍可感知，用于容错与告警。
Q: 如何降低大 Value 带来的慢查询？
A: 拆分结构 + 批量 + 二进制编码 + 控制 MaxMessageSize（默认 1MB）。

路线图 Roadmap

[*] 发布订阅友好封装（模式订阅 / 回调）
更完善的分布式锁 / RedLock 支持
[*] Stream / 消费组封装
更灵活的二进制/Span Encoder 示例
内置指标导出（Prometheus 适配器）
单测覆盖率提升 & BenchmarkDotNet 场景脚本化

欢迎通过 Issue / PR 参与投票或补充需求。

新生命项目矩阵

完整矩阵、企业级解决方案与商业支持请访问：https://newlifex.com

贡献指南 & 社区

提交前阅读仓库 .github/copilot-instructions.md（编码规范 & 审核清单）
提交 PR：保持最小变更、添加必要注释与测试说明
Issue：提供版本、运行环境、最小复现场景

社区：QQ群 1600800 / 1600838 ；GitHub Discussions / Issues 参与答疑。

许可证

新生命开发团队

团队自 2002 年迄今，维护 80+ .NET / IoT / 分布式相关开源项目，NuGet 累计下载超 400 万。产品与组件已广泛服务于电力、物流、工业控制、教育、通信、文博等行业。
网站：https://newlifex.com | 开源：https://github.com/NewLifeX
微信公众号：

智能大石头

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