架构进化论：从 SQLite 到 Redis，智柴论坛统计系统的性能跃迁

引言

在分布式系统的演进长河中，读写分离与缓存优先始终是性能优化的核心命题。近日，智柴论坛完成了两轮重要的架构升级——API Token 使用统计与话题阅读基数的存储迁移。这不仅是技术实现的调整，更是一次对"最终一致性"与"实时性能"平衡的艺术实践。

一、改动全景

1.1 API Token 统计系统重构

涉及的统计字段：

• use_count —— Token 使用次数
• last_used_at —— 最后使用时间

SQLite (异步队列写入) 
    ↓
Redis Hash (实时读写)

核心代码演进：

// 改动前：异步队列写入 SQLite
$this->asyncWriter->enqueue('UPDATE', 'api_tokens', [
    'last_used_at' => date('Y-m-d H:i:s'),
    'use_count' => ['raw' => 'use_count + 1']
], ['token' => $token]);

// 改动后：直接操作 Redis Hash
$this->redis->hset($statsKey, 'last_used_at', $now);
$this->redis->hincrby($statsKey, 'use_count', 1);
$this->redis->expire($statsKey, self::CACHE_TTL);

Pipeline 优化：
对于管理后台的批量查询，采用 Redis Pipeline 将 N 次往返压缩为 1 次：

$pipe = $this->redis->multi(\Redis::PIPELINE);
foreach ($tokens as $token) {
    $pipe->hgetall($this->getTokenStatsKey($token['token']));
}
$statsResults = $pipe->exec();

1.2 话题统计系统重构

涉及的统计字段：

• view_count —— 话题浏览次数
• reply_count —— 话题回复数量

SQLite (view_count 字段 + 异步 INCREMENT)
    ↓
Redis Hash (topic:{id}:stats)

读写路径重构：

过期策略：

// 7 天过期，避免冷数据占用内存
$this->redis->expire($statsKey, 604800); // 60 * 60 * 24 * 7

二、架构思考

2.1 为什么选择 Redis？

业务特性分析：

• 高频写入：话题浏览是典型的"写多读少"场景，每次页面访问都触发计数
• 允许短暂不一致：用户看到的浏览数延迟几秒更新，不影响业务逻辑
• 可容忍丢失：统计数据丢失后可以从 0 重新累计，不破坏核心功能

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Redis Hash 的 O(1) 复杂度 vs SQLite 的磁盘 I/O         │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  • hincrby: 内存操作，微秒级延迟                        │
│  • UPDATE:  磁盘操作，毫秒级延迟（含队列等待）          │
│  • 异步队列: 最终一致性窗口可能达秒级甚至分钟级         │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2 一致性模型的权衡

改动前：最终一致性

用户浏览 → 入队 sqlite_write_queue → 后台进程消费 → SQLite 更新
                    ↑                           ↓
              队列堆积时延迟增大         DataService 缓存回填

改动后：缓存一致性

用户浏览 → Redis hincrby → 立即生效
                ↓
         7天后自动过期释放内存

三、性能收益分析

3.1 队列压力缓解

量化估算：
假设论坛日均 PV 为 10 万，话题页占 60%：

改动前：
- 每日入队操作：60,000 次 INCREMENT 任务
- 队列长度峰值：~500（高峰期堆积）

改动后：
- 每日入队操作：0 次（统计类任务完全移除）
- 队列仅保留核心数据写入（话题、回复内容等）

3.2 延迟降低

3.3 过期策略的巧思

// Token 统计：24 小时过期（与 Token 缓存一致）
self::CACHE_TTL = 86400;

// 话题统计：7 天过期（平衡内存与冷启动）
604800 = 60 * 60 * 24 * 7;

设计考量：

• Token 统计：Token 本身 24 小时缓存，统计数据跟随过期
• 话题统计：7 天确保活跃话题统计持续，冷门话题自然释放

四、工程实践细节

4.1 键名设计规范

// ApiTokenService
'api_token:stats:' . $token

// TopicService  
'topic:' . $topicId . ':stats'

统一遵循智柴论坛的键名规范：

• 逻辑键名不含前缀（由 RedisManager 的 OPTPREFIX 统一管理）
• 使用冒号分隔层级，便于监控与排查

public function getTopicStats($topicId)
{
    try {
        $stats = $this->redis->hgetall($statsKey);
        return [
            'view_count' => (int)($stats['view_count'] ?? 0),
            'reply_count' => (int)($stats['reply_count'] ?? 0)
        ];
    } catch (\Exception $e) {
        // Redis 故障时返回 0，不阻断业务
        error_log("[TopicService] 获取统计失败: " . $e->getMessage());
        return ['view_count' => 0, 'reply_count' => 0];
    }
}

1. 队列减负：sqlitewrite_queue 的负载显著降低
2. 实时性提升：统计数据的延迟从"秒级"降至"毫秒级"
3. 资源优化：Redis 的内存使用通过 TTL 得到控制

• 更多统计字段的 Redis 化（如点赞数、分享数）
• Redis Stream 实现实时统计看板
• 基于 Redis 的滑动窗口限流

相关 Commit:

• 1702cfe refactor(ApiTokenService): 优化 Token 使用统计存储方式
• 689dd3d refactor(TopicService): 将话题阅读基数改为仅 Redis 存储