Redis 作为简单时间序列数据库

这个库允许你使用纯 Redis 安装来存储简单的时间序列数据。这并不是为了取代时间序列数据库；如果你有可用的，请使用它。同样，Redis 有一个或多个插件，允许你更有效地存储时间序列数据。如果可用，使用这些方法存储数据可能更合适。

但是，如果你已经在使用 Redis，并且受到限制，无法添加和维护特殊插件，这个库可以用于缓存和维护时间序列数据。

Redis 主要是一个键/值存储，但提供了许多存储不同数据类型的附加功能。其中之一称为“有序集合”，最初是为了进行网站投票排名而创建的，但可以相反地使用浮点数（time_t）值作为时间戳来跟踪时间序列数据。

在这样做的时候，有序集合的“键”成为被跟踪的数据，“分数”是时间索引。这样做的主要缺点是有序集合的“键”（因此我们的数据）必须是唯一的。为了确保唯一性，可以在发送到 Redis 之前将数据与时间戳组合成一个元组或数组。这为每个点创建了一个冗余的时间戳，但实际上简化了数据检索，因为不需要重新组合索引来获取时间/数据对。从 Redis 检索的值都包含时间/数据信息。

数据库连接

使用这个库，每个数据集都由 Rust 的 TimeSeries<T> 泛型类型表示。这包含一个数据库连接，可以用来添加或查询单个时间序列的数据。

在 Redis 中，该系列被指定为有序的“Z”集合，由命名空间和系列名称标识。命名空间通常是创建数据的应用程序的名称。这样，应用程序就可以使用任何时间序列名称，而不用担心名称冲突。只需要在主机上保持命名空间的唯一性。

它可以在 Rust 中这样使用

use redis-zset-ts::TimeSeries;

let mut series = TimeSeries::<f64>("analog", "chan0").unwrap();

这将创建一个连接到本地主机的 Redis 连接，用于管理命名空间 analog 的时间序列，系列名称为 chan0。每个数据点将是一个单一的 64 位浮点值。

在数据库中，命名空间和系列名称仅通过冒号":"简单连接。因此，在Redis中的该系列名称将是 "analog:chan0"。

通常在边缘设备或物联网网关中，我们会使用同一主机上的本地Redis数据库，但该库也可以用于连接到任意主机，或任何URI。

pub fn with_host(host: &str, namespace: &str, name: &str) -> Result<Self> { ... }
pub fn with_uri(uri: &str, namespace: &str, name: &str) -> Result<Self> { ... }

时间序列

在使用此库的应用程序中，数据点可以用 TimeValue<T> 来表示

/// A timestamped value
pub struct TimeValue<T> {
    /// The timestamp
    pub timestamp: f64,
    /// The value
    pub value: T,
}

为了与Redis完全兼容，类型T必须能够使用serde进行序列化和反序列化，因此

T: serde::Serialize + serde::DeserializeOwned

为了方便起见，时间值也可以转换为和从元组形式转换，并进行操作

(f64, T)

例如

let tv = TimeValue::from((0.0, 42));
let tup = tv.into_tuple();

时间戳 是从UNIX纪元（即浮点 time_t）以来的秒数的64位浮点表示，具有至少微秒的分辨率。它与Python的time函数 time.time() 直接兼容。它可以用来获取当前时间或从任何Rust SystemTime 获取

let ts = redis_zset_ts::timestamp();    // The current time

use std::time::{SystemTime, Duration};
let sys_time = SystemTime::now() - Duration::from_secs(10);
let ts = redis_zset_ts::as_timestamp(sys_time);   // 10 seconds ago

let ts = redis__zset_ts::timestamp() - 10.0;    // also 10 seconds ago

数据通过MsgPack将时间和值组合成元组，然后序列化为字节流，如下所示

rmps::encode::to_vec_named(&(v.timestamp, &v.value))

数据插入

可以使用单个点将值插入Redis数据库

let v: i32 = read_some_value();
series.add(timestamp(), v);

或者只需使用当前时间作为

series.add_now(v);

或者使用一个 TimeValue:

let tv = TimeValue::new(v);    // Uses the current time
series.add_value(tv);

可以一次性高效地添加多个值

let vals: Vec<_> = (0..5)
    .into_iter()
    .map(|_| TimeValue::new(read_some_values())
    .collect();

series.add_multiple(&vals);

数据检索

可以使用时间范围来查询数据。范围可以是浮点时间戳或 SystemTime 值。使用时间戳可以方便地进行简单的秒数范围减法

// Retrieve the last minute of data
let now = timestamp();
let vals = series.get_range(now-60.0, now).unwrap();

时间点可以使用Redis中特殊的字符串如 "-inf" 和 "+inf"

// Gets the whole time series (all points)
let vals = series.get_range_any("-inf", "+inf").unwrap();

删除数据

可以通过时间点轻松清除最旧的数据，擦除任何早于它的值

// Erase any data older than 10min
let ts = timestamp();
series.purge(ts - 600.0);

这可以定期进行，或者在添加新点时进行，以保持Redis中的移动窗口数据，如最后一分钟、十分钟、一小时、一天等

let ts = timestamp();
series.add(ts, read_some_value()); // Insert a new value, then
series.purge(ts - 600.0);          // erase any data older than 10min

可以通过单个调用从Redis中删除整个系列

series.delete();

语言和系统兼容性

Redis客户端存在于所有主要语言中。此库使用MsgPack将数据序列化到Redis中，MsgPack也在大量语言中有实现。应该很容易将此库创建的数据与其他大多数语言和平台共享。