基于Redis有序集合的终端在线推送解决方案

问题背景

在我们的系统中，系统管理员关注所有终端的在线状态。因此，管理系统需要列出每个终端当前是否在线，最后心跳（在线）时间，以及当前系统中所有在线、离线终端数量。

这是一个常见的需求。常见的方案是，终端定时给服务端发送心跳信息（例如每隔1分钟发一次心跳信息），服务端在数据库中维护一张终端在线状态表（t_client_status），该表包含终端（mid）、最后心跳时间（last_time）等信息。当管理员需要查看终端在线状态时，后台进程查询t_client_status表给出结果。

在终端数量较少（低于10K)时，以上提到的方案是可以满足功能需求和性能需求的。然而，当终端数量较大时，由于服务端需要频繁刷新t_client_status的last_time字段，产生大量的磁盘IO操作，导致系统性能下降，影响系统的并发数，甚至可能导致数据库崩溃。

因此，我们需要考虑更加有效的方案处理终端在线状态。

解决思路

传统的解决方案中，导致磁盘IO过多的原因，在于采用了全量更新的方式。对于每次终端上报的心跳信息，都去刷新数据库。因此，我们希望能增量地去完成刷新。我们的解决方案中，主要考虑如何完成增量刷新。

最后，我们发现，Redis的有序集合可以实现增量刷新的效果。

有序集合时Redis提供的一种集合类型的数据结构。和普通集合不同的是，有序集合中不仅保存元素，同时还保存元素的分数，并按照从顺序排列。有序集合可以用在积分榜等场景中。

Redis的有序集合提供了如下命令：

zadd

zcount

zrangebyscore

zmembers

…

实现细节

1.添加心跳信息

zadd（"heartbeats"， nowtime+heartbeat_interval, mid)

2.查询在线总量

zcount（"heartbeats", nowtime, "+inf")

3.增量刷新在线状态

//1. get offline clients
offline_list = zrangebyscore("heartbeats", "-inf", nowtime)

//2. get online clients
ret = zadd("heartbeats", nowtime+heartbeat_interval, mid)
if ret == 1 then
online_list += mid

//3. update offline_list && online_list to db