电影订票系统后台开发（6）Redis 实现 session 共享

电影订票系统后台开发（6）Redis 实现 session 共享
完整项目请戳 猿眼电影订票系统

Let’s go

项目开发环境

• Deepin-Linux 15.4
• Python 2.7.12
• PyCharm
• Flask
• Redis

Redis

前面已经使用 Nginx 实现了反向代理和负载均衡，将客户端的请求分发到不同的服务器上去，那么就会产生一个问题，用户的 session 是存储在服务器上的，多台服务器上用户的 session 要怎样实现共享呢？
Redis 是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。Redis 与其他 key-value 缓存产品有以下三个特点：

• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
• Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
• Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 的优势主要体现在：

• 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
• 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子性 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
• 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

安装

sudo apt-get install redis-server   # Ubuntu 下
sudo yum install redis              # CentOS 下
sudo service redis-server start     # 启动 Redis 服务

Redis 的默认端口是6379，使用命令redis-cli进入Redis命令行模式，就可以执行Redis 命令了，Redis有默认配置文件，具体配置请看Redis 配置

数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

• String（字符串）

string是redis最基本的类型，一个key对应一个value。string类型是二进制安全的，意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象，一个键最大能存储512MB。

• Hash（哈希）

Redis hash 是一个键名对集合。Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。每个 hash 可以存储 $2^{32}-1$ 个键值对（40多亿）。

• List（列表）

Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，是双向列表，可以添加一个元素到列表的头部或者尾部，列表最多可存储 $2^{32}-1$ 个元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

• Set（集合）

Redis的Set是string类型的无序集合。集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。集合中最大的成员数为 $2^{32}-1$。

• zset(sorted set：有序集合)

Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数却可以重复。

session 共享

Redis 提供了多种语言的API，其中就包括Python，基本每个Redis 命令都有API可以调用，而且函数名与命令相同，可以很方便地在Python项目中连接和操作Redis。

(venv) $ pip install redis
(venv) $ pip freeze > requiremens.txt   # 更新需求文件

接着我们只要重写 Flask 应用的 session 接口就可以使用 Redis 共享 session。注意需要在Flask私密配置文件中添加 Redis 服务器的ip和端口。

# *-* coding: utf-8 *-*
import pickle
from utils import UUID
from redis import Redis
from flask import Flask
from instance.config import REDIS
from werkzeug.datastructures import CallbackDict
from flask.sessions import SessionInterface, SessionMixin
    
class RedisSession(CallbackDict, SessionMixin):
    def __init__(self, initial=None, sid=None, new=False):
        def on_update(self):
            self.modified = True
        CallbackDict.__init__(self, initial, on_update)
        self.sid = sid
        self.new = new
        self.modified = False
    
class RedisSessionInterface(SessionInterface):
    serializer = pickle
    session_class = RedisSession
    
    def __init__(self, redis=None, prefix='session:'):
        if redis is None:
            self.redis = Redis(host=REDIS[0], password=REDIS[1])
        else:
            self.redis = redis
        self.prefix = prefix
    
    def generate_sid(self):
        return UUID()
    
    def get_redis_expiration_time(self, app, session, permanent=False):
        if permanent:
            return timedelta(minutes=10)
        return app.permanent_session_lifetime
    
    def open_session(self, app, request):
        sid = request.cookies.get(app.session_cookie_name)
        if not sid:
            return self.session_class(sid=self.generate_sid(), new=True)
        val = self.redis.get(self.prefix + sid)
        if val is not None:
            data = self.serializer.loads(val)
            return self.session_class(data, sid=sid)
        return self.session_class(sid=sid, new=True)
    
    def save_session(self, app, session, response):
        domain = self.get_cookie_domain(app)
        if not session:
            self.redis.delete(self.prefix + session.sid)
            if session.modified:
                response.delete_cookie(app.session_cookie_name, domain=domain)
            return
        redis_exp = self.get_redis_expiration_time(app, session)
        cookie_exp = self.get_expiration_time(app, session)
        val = self.serializer.dumps(dict(session))
        self.redis.setex(self.prefix + session.sid, val,
                         int(redis_exp.total_seconds()))
        response.set_cookie(app.session_cookie_name, session.sid,
                            expires=cookie_exp, httponly=True, domain=domain)
    
app = Flask(__name__, instance_relative_config=True)
app.session_interface = RedisSessionInterface()

参考链接

• 完整项目代码 https://github.com/SYSUMonkeyEye/MonkeyEye-Server
• Redis 配置 http://www.runoob.com/redis/redis-conf.html
• Redis 命令 https://redis.io/commands