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摘要：智慧消防系統(tǒng)是一種將GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))、GSM(無線移動通信系統(tǒng))和計算機、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術集于一體的智能消防無線報警網(wǎng)絡服務系統(tǒng)Redis內存數(shù)據(jù)庫應用于智慧消防系統(tǒng)的設計中，可以使智慧消防數(shù)據(jù)查詢滿足高訪問量、操作方便的現(xiàn)實需求，為智慧消防的大數(shù)據(jù)存儲設計提供了有效的參考。

關鍵詞：智慧消防；物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；Redis內存數(shù)據(jù)庫

0引言

       智慧消防系統(tǒng)山是一種將GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))、GSM(無線移動通信系統(tǒng))和計算機、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)⑵等技術集于一體的智能消防無線報警網(wǎng)絡服務系統(tǒng)。隨著信息技術的深度發(fā)展，人類已進入大數(shù)據(jù)時代，消防行業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)與機遇，傳統(tǒng)消防系統(tǒng)工作方式與新形勢、新任務不相適應的矛盾日益凸顯,在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的大背景下，主動運用大數(shù)據(jù)來解決了電信、建筑、供電、交通等公共設施建設協(xié)調發(fā)展的問題，在智慧消防系統(tǒng)中，消防指揮與用戶單位聯(lián)網(wǎng)，改變了過去傳統(tǒng)、落后和被動的報警、接警、處警方式，實現(xiàn)了報警自動化、接警智能化、處警預案化、管理網(wǎng)絡化、服務專業(yè)化、科技現(xiàn)代化，大大減少了中間環(huán)節(jié)，提高了處警速度，做到了方便、快捷、可靠，使人民生命、財產(chǎn)的以及警員生命的得到保護

        Redis*Remotedictionaiyserver)是一款開源的、網(wǎng)絡化的、基于內存的、可進行數(shù)據(jù)持久化的Key-Vah/存儲系統(tǒng)。它的數(shù)據(jù)模型建立在外層，類似于其他結構化存儲系統(tǒng)，是通過Key映射Value的方式來建立字典以保存數(shù)據(jù)，有別于其他結構化存儲系統(tǒng)的是，它支持多種數(shù)據(jù)類型的存儲：字符串(string)、鏈表(list)、集合(set)、有序集合(zset)和哈希類型(hash),并且各種類型都支持豐富的操作，其中大多都支持原子操作。為了保證數(shù)據(jù)存取的效率，數(shù)據(jù)都保存在內存中Redis還提供了對持久化的支持％它可以定期將更新的數(shù)據(jù)異步寫入磁盤，同時不影響繼續(xù)提供服務。在此基礎上，還實現(xiàn)了主從復制，這對預防單點故障和提高負載能力有很大幫助。在操作方面，Redis基于TCP協(xié)議的特性使得它可以通過管道的方式進行數(shù)據(jù)操作閩。Redis本身提供了一個可連接Server的客戶端，通過客戶端可方便地進行數(shù)據(jù)存取操作。

在智慧消防底層數(shù)據(jù)庫設計中，完全可以應用Redis數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，以滿足高訪問量與操作方便的需求氣在操作方面，應用Redis的管道通訊方式進行數(shù)據(jù)操作，通過Redis本身的客戶端，可以同時連接Server服務器，方便地進行數(shù)據(jù)存取操作常用的消防產(chǎn)品信息如：產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)、型號、證書編號、地理位置信息與應急救援指示信息等較復雜的信息等信息可以以字符串的格式存儲在Redis的底層數(shù)據(jù)結構中、通過hash結構存儲，并通過可以標識產(chǎn)品信息的主鍵建立不同數(shù)據(jù)表中各條產(chǎn)品信息的聯(lián)系，構建底層信息字典利用Redis底層數(shù)據(jù)結構對字符串和字典數(shù)據(jù)的支持，可以達到快速査詢的目的。

在字符串數(shù)據(jù)的實現(xiàn)中，采用SDS(SimpleDynamicString,簡單動態(tài)字符串)取代了功能單一，抽象層次低，并且不的char*類型字符串。在字典數(shù)據(jù)的實現(xiàn)中，為了兼顧簡單性,使用了哈希表。在實現(xiàn)哈希表時，有一個問題就是釆用何種策略來解決碰撞問題。對于使用鏈地址法來解決碰撞問題的哈希表來說.哈希表的性能取決于哈希表大小與保存節(jié)點數(shù)量之間的比率、RDB將數(shù)據(jù)庫的快照以二進制的方式保存到磁盤中在Redis運行時，RDB程序將當前內存中的數(shù)據(jù)庫快照保存到磁盤文件中，在Redis重啟動時，RDB程序可以通過載入RDB文件來還原數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)。AOF則以協(xié)議文本的方式，將所有對數(shù)據(jù)庫進行過寫入的命令(及其參數(shù))記錄到AOF文件，以此達到記錄數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的目的。AOF更像是歷史記錄，記錄所有運行過的命令。但是AOF文件就會隨著時間持續(xù)增長，進而占據(jù)整個磁盤為此，Redis設計了AOF重寫機制，通過開啟新線程，掃描數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，將其轉化為Redis命令，存入臨時的AQF文件當掃描完后，用臨時文件代替AOF文件。這樣一來，AOF文件中記錄的命令，因而不會占據(jù)很多空間。

        Redis兼具內存數(shù)據(jù)庫隨機訪問的優(yōu)勢和Key-Value數(shù)據(jù)模型簡單特點，因此，其I/O性能非常優(yōu)異，支持高并發(fā)性，豐富的數(shù)據(jù)結構適合存儲何種復雜的數(shù)據(jù)。考慮到社會對智慧消防數(shù)據(jù)服務的實時響應、高并發(fā)、高吞吐量提出了更高的需求，且大多數(shù)消防產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)服務后臺數(shù)據(jù)量并不大，大容量、低價格的內存使得以內存數(shù)據(jù)庫的輕量級空間數(shù)據(jù)應用成為可能。本文以內存數(shù)據(jù)庫Redis為平臺，利用其響應速度快、并發(fā)性高、數(shù)據(jù)結構豐富的優(yōu)勢，研究了Redis的輕量級數(shù)據(jù)的組織和索引方法，提升髙并發(fā)訪問下消防產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)服務的響應速度和査詢性能。

1 Redis數(shù)據(jù)模型

1.1數(shù)據(jù)結構設計

         Redis本身存儲是一個巨大的Hash表，為了模仿關系型數(shù)據(jù)庫的表，通常使用分隔符分隔“表名”以及“字段”，本文使用”：”作為分隔符例如存儲一個消防產(chǎn)品的屬性信息，可以表示為Product：ProductID作為key,并用hash結構存儲消防產(chǎn)品屬性信息field域包括：產(chǎn)品名稱(ProductName)、產(chǎn)品型號(ProductType)、出廠日期(DateofProduct)、技術參數(shù)(TechnicalParameters)、證書編號(CertificateNumber)、安裝位置(InstallationSite)和報警記錄(AlarmRecord)等字段。value域包含實際的存儲信息。在每一個消防產(chǎn)品投入到智慧消防云平臺前，系統(tǒng)會為其賦予的產(chǎn)品編號PmductlD,因此該key。

表1Redis中hash數(shù)據(jù)結構設計示例