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云数据库 GEMINIDB-GeminiDB Redis广告频控业务exHash方案:应用场景

时间：2024-10-29 15:29:47

云数据库 GEMINIDB

应用场景

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：

图1 频控Hash方案
- 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。
购物车场景
 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
   如图图2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。
  
  图2 String方案
  - 涉及命令如下：
```
incrby User_N#Product_N [Number] # 增加商品数量
set User_N#Product_N [Number] # 设置商品数量
expire User_N#Product_N Time_N # 设置指定用户购物车中指定物品的过期时间
get User_N#Product_N # 获取商品数量
scan 0 match User_N* # 查找所有User_N下的所有商品
del User_N#Product_N # 删除指定用户购物车中的指定商品
```
  - 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3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。
  
  图3 Hash方案
  - 涉及命令如下：
```
hset User_N Product_N [Number#Time_N] # 设置指定用户购物车中指定商品的数量和过期时间
hincrby User_N Product_N [Number] # 增加指定用户购物车中的指定商品数量
hgetUser_N Product_N # 获取指定用户购物车中指定商品的信息
hgetall User_N # 获取指定用户的所有商品信息
hlen User_N # 获取指定用户购物车中的总商品数量
hdel User_N Product_N # 删除指定用户购物车中的指定商品
```
  - 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4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。
  
  图4 exHash方案
  - 涉及命令如下：
```
exhset User_N Product_N ex Time_N # 设置指定用户购物车中指定商品的数量和过期时间
exhincrby User_N Product_N [Number] keepttl # 增加指定用户购物车中的指定商品数量,保留原先过期时间exhget  User_N Product_N # 获取指定用户购物车中指定商品的信息
exhgetall User_N # 获取指定用户的所有商品信息
exhlen User_N # 获取指定用户购物车中的总商品数量
exhdel User_N Product_N # 删除指定用户购物车中的指定商品
del User_N # 清空指定用户的购物车
```
  - 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。