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Redis Stream 数据结构详解

Redis Stream 是 Redis 5.0 版本引入的新型数据结构，专门用于处理有序、可追溯的消息流。其核心特性包括消息持久化、有序性以及消费者组支持，使其成为构建可靠消息系统的理想选择。

基本概念与特性

Stream 本质上是一个有序消息日志，每条消息都具有唯一 ID 并按添加顺序严格排列。开发者可以执行以下操作：

• 消息的发布与消费
• 消息删除管理
• 实时消息订阅
• 消费者组协同处理

核心优势（相较于 Pub/Sub）

1. 消息持久化：克服了传统 Pub/Sub 消息易丢失的缺陷，支持网络中断/服务重启后的数据恢复
2. 主备复制：确保全时段数据可访问性
3. 消费位置记忆：精确记录各客户端消费进度

典型应用场景

• 消息队列系统
• 实时日志收集
• 即时数据处理
• 在线聊天室

核心特性详解

1. 消息有序性

所有消息严格按发布时间排序，消费者按时间顺序处理

2. 多消费者支持

• 竞争式消费：多个消费者争抢消息处理
• 共享式消费：消费者协同处理消息流

3. 持久化机制

服务异常重启后仍可完整恢复历史消息

4. 消息分组

通过消费组实现灵活的消息分配策略

实现原理

底层结构

采用类日志的存储方式：

• 每个 Stream 包含若干日志段
• 日志段由多个消息组成
• 消息包含：唯一ID、时间戳、消息体等元数据

关键命令

• 消息流相关命令（生产者 & 查询）

  命令	作用	示例
  XADD	添加消息	XADD mystream * name 张三 age 18
  XTRIM	修剪流，限制长度	XTRIM mystream MAXLEN 1000
  XDEL	删除消息	XDEL mystream 1607524047165-0
  XLEN	获取消息数量	XLEN mystream
  XRANGE	获取消息（正向）	XRANGE mystream - + COUNT 10
  XREVRANGE	获取消息（反向）	XREVRANGE mystream + - COUNT 10
  XREAD	读取消息（非组方式）	XREAD COUNT 10 STREAMS mystream 0

  消费者组相关命令（消费者）

  命令	作用	示例
  XGROUP CREATE	创建消费者组	XGROUP CREATE mystream mygroup $ MKSTREAM
  XREADGROUP GROUP	消费组读消息	XREADGROUP GROUP mygroup c1 STREAMS mystream >
  XACK	标记消息已处理	XACK mystream mygroup 1607524047165-0
  XGROUP SETID	设置起始消费ID	XGROUP SETID mystream mygroup 0
  XGROUP DELCONSUMER	删除消费者	XGROUP DELCONSUMER mystream mygroup c1
  XGROUP DESTROY	删除消费者组	XGROUP DESTROY mystream mygroup
  XPENDING	查看待确认消息	XPENDING mystream mygroup
  XCLAIM	声明消息归属权（例如超时后转移）	XCLAIM mystream mygroup c2 60000 1607524047165-0

  查看信息

  命令	作用	示例
  XINFO STREAM	查看流状态	XINFO STREAM mystream
  XINFO GROUPS	查看所有消费者组	XINFO GROUPS mystream
  XINFO CONSUMERS	查看某个组下消费者	XINFO CONSUMERS mystream mygroup

工作流程

1. 消息发布：通过自动生成ID（自然序/UUID）写入日志
2. 消费处理：
   • 消费者通过XREAD(GROUP)获取消息
   • 使用XACK确认处理完成
3. 消费组协同：
   • 组内消费者独立维护消费偏移量
   • 支持消息重投机制处理超时/失败场景