GeminiDB新特性：让Redis广告频控爱不释手的exHASH

exHash类型是一种支持Field过期的新型数据类型，它在原先的Hash类型基础上进行了扩展：在支持Hash类型的通用功能以外，exHash类型还支持为Field设置过期时间和版本，增强了数据结构的灵活性，从而简化了很多复杂场景下的业务开发工作。

本文以两种常见的场景（频控场景&购物车）为例，通过使用GeminiDB Redis接口中的exHash类命令来实现复杂的业务，简化开发难度。

一、exHash命令使用简介

命令语法定义如下：

• 大写关键字：命令关键字。
• 斜体：变量。
• [options]：可选参数，不在括号中的参数为必选。
• A|B：该组参数互斥，请进行二选一或多选一。
• ...：前面的内容可重复。

二、应用场景

1. 频控场景

频控指的是对用户在一定时间内（例如一天、一周、一个月）进行某种操作的次数进行限制，可以控制特定广告或信息在一定时间内在特定平台上的展示次数，以避免过度曝光和广告疲劳，同时优化广告效果和用户体验；对于广告来说，也可以提高广告的效果和转化率。此外，频控还可以避免恶意行为，如刷流量、刷评论、刷点赞等。

频控的3个要素包含用户ID、广告ID、触发次数；以用户ID为key，广告ID为field，指定时间内的触发次数为value，恰好构成频控的三要素。先配置好各个广告的指定频控策略，如下图所示即可根据如下的方式来实现频控：

• 最左边通过Hash类型来实现，通过expire命令设置User_1的过期时间为一天，每推送一次通过hincrby来增加指定广告的推送次数，每次推送指定广告前在一天内的推送次数则可以通过hget获取进行判断，一天后该用户的数据自动过期无需手动清理，这样便可以简单地实现频控。但这个方案的缺点在于对于每个用户（即每个key）只能设置一个过期时间，无法做到例如8小时3次这样指定时间段内的灵活的频控策略。
• 为了做到对每个广告都配置指定时间段内的灵活频控，如中间图所示可以通过将时间戳拼接在value里的方式用Hash类型来实现，但这种方案无疑是增加了业务侧开发的工作量。
• 如最右图所示，支持给field设置过期时间的exHash类型可以很完美地解决Hash类型面对频控场景的缺点。由于Field支持过期时间设置，那么该场景下，平台可以给每个广告都配置不同时间段内的频次要求，假设此时给AD_2配置的频控策略为8小时内2次，那么如图所示在下一次再准备给User_1推送AD_2广告前，先通过exhget User_1 AD_2命令获取到了该值已经是2时，便可以判断出此时根据平台频控策略，不应该再给User_1推送AD_2广告了。而当8小时一过，User_1的AD_2这个field过期后，exhget无法再获取到这个field的信息，则可以继续给User_1推送AD_2广告了。

2. 购物车场景

最近双十一期间，相信很多同学购物车里都填满了各种想要清空的宝贝，这里就以购物车场景为例介绍该场景的几种不同Redis类型的实现，并比较这几种实现方案的优缺点。

1）基于String实现购物车功能

如图所示基于String可以轻松地实现各个用户的购物车功能，该方案需要将用户ID与商品ID进行拼接作为key，例如User_1#Earphones_1，key对应的value为购物车中用户准备购买的数量，其中可能有部分商品为限时特购，所以有过期时间，为key对应的过期时间。

涉及命令如下：

该方案会存在如下问题：

• 额外拼接增加编、解码开发工作量
• 某个用户获取自己的购物车清单时还需要通过scan命令前缀匹配扫描所有key，并通过get命令去获取对应的值。
• 想要直接获取清单长度时，仍然需要遍历整个前缀key的数目，方法复杂。
• 存在大量重复的用户名前缀，浪费存储空间。

2）基于Hash实现购物车功能

可以根据如图所示的Hash类型来实现购物车的管理，用户ID作为key，商品ID作为field，value为购物车中对应商品的数量。其中对于部分限时特购的商品，其过期时间通过拼接的方式放到field对应的value里。

涉及命令如下：

该方案相对于String类型的方案有了不少优化：

• 获取某个用户购物车中的所有商品清单仅需要一个hgetall命令即可
• 获取某个用户的清单长度时直接hlen获取即可
• 不存在大量重复的用户名前缀问题

然而该方案仍存在一个明显的缺点，即对于部分限时特购的商品处理起来复杂：对于User_1的Keyboard_1商品，如果要再加一个数量，不能直接使用hincrby，而是需要先hget获取Keyboard_1商品的值并解码，再加上指定的数量再编码后hset对应的值。

3）基于exHash实现购物车功能

根据如图所示的exHash类型来实现购物车的管理，同Hash类型一样，用户ID作为key，商品ID作为field，value为购物车中对应商品的数量。其中对于部分限时特购的商品，由于exHash类型可以为Field设置过期时间，其过期时间可通过hset命令直接设置。

涉及命令如下：

该方案相对于Hash类型的优化主要体现在可以直接为各field设置过期时间，使业务侧使用起来简单又高效。可以看到exHash类型相关的命令和Hash类型是类似的，使用起来学习成本很低，业务侧改造成本相对也比较低。

图1.1 华为商城购物车中，用户ID、商品ID、商品数量及exhash类型命令的使用。

三、总结

本文介绍了GeminiDB Redis接口的exHash类型的特性、使用方法及应用场景。为客户提供了一种语法与原生Redis Hash类型类似、和Hash类型的使用相互隔离、支持给Field单独设置过期时间和版本的exHash类型作为各种复杂场景的解决方案。未来，GeminiDB Redis接口将持续致力于开发更多好用的企业级特性，帮助客户轻松运维，高效开发。

如果你的业务需要一款稳定可靠的KV数据库，可以试试GeminiDB Redis接口。