redis的持久化和集群

1. redis的应用场景

（1） 热点数据的缓存：        由于redis访问速度块，支持的数据类型比较丰富，所以redis很适合用来储存热点数据，另外结合expire，我们可以设置国企时间然后进行缓存更新操作， 这个功能最为常见

（2）限时服务的运用：         redis中可以使用expire命令设置一个键的生存时间，到时间后redis会删除该键，利用这一特点可以是运用在限时的优惠活动信息，手机验证码等场景。

（3）计数器相关问题：         计数器---比如电商网站商品的浏览量、视频网站视频的播放量等，为了保证数据实时效，每次浏览都会+1，并发量高时如果每次都请求数据库操作无疑是种挑战和压力，redis提供的incr命令来实现计数器功能， 内存操作， 性能非常好，非常适用于这些技术场景。

（4）排行榜相关问题：         关系型数据库在排行榜方面查询速度非常偏慢，所以可以借助redis的SortedSet进行热点数据的排序，在奶茶活动中，我们需要展示各个部门的点赞排行榜，所以我针对每个部门做了一个SortedSet，然后用户的openid作为上面的username，以用户的点赞数作为上面的score，然后针对每个用户做一个hash信息， 这个当时在实际运用中新能体验也是挺好的。

（5）分布式锁  ----Sys---本地锁：         在很多互联网公司中都使用了分布式技术，分布式技术带来的技术挑战是对同一个资源的并发访问，如全局ID、减库存、秒杀等场景，并发量不大的场景可以使用数据库的悲观锁、乐观锁来实现，但在并发量高的场合中，利用数据库锁来控制资源的并发访问是不太理想的，大大影响了数据库的性能。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁，如果设置返回1说明获取锁成功，否则获取锁失败，实际应用中要考虑的细节要更多。 
这个主要利用redis的setnx命令进行，setnx："set if not exists"就是如果不存在则成功设置缓存同时返回1，否则返回0 ，这个特性在俞你奔远方的后台中有所运用，因为我们服务器是集群的，定时任务可能在两台机器上都会运行，所以在定时任务中首先 通过setnx设置一个lock，如果成功设置则执行，如果没有成功设置，则表明该定时任务已执行。 当然结合具体业务，我们可以给这个 
lock加一个过期时间，比如说30分钟执行一次的定时任务，那么这个过期时间设置为小于30分钟的一个时间 就可以，这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。 
当然我们可以将这个特性运用于其他需要分布式锁的场景中，结合过期时间主要是防止死锁的出现。

（6）延时操作---延迟队列：         比如在订单生产后我们占用了库存，10分钟后去检验用户是够真正购买，如果没有购买将该单据设置无效，同时还原库存。 由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace Notififications功能，允许客户订阅Pub/Sub频道，以便以某种方式接收影响Redis数据集的事件。 所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案，我们在订单生产时，设置一个key，同时设置10分钟后过期， 我们在后台实现一个监听器，监听key的实效，监听到key失效时将后续逻辑加上。 当然我们也可以利用rabbitmq、activemq等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。 

（7）分页、模糊搜索：         redis的set集合中提供了一个zrangebylex方法，语法如下： 
ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offffset count] 
通过ZRANGEBYLEX zset - + LIMIT 0 10 可以进行分页数据查询，其中- +表示获取全部数据 ，zrangebylex key min max 这个就可以返回字典区间的数据，利用这个特性可以进行模糊查询功能，这个也是目前我在redis中发现的唯一一个支持对存储内容进行模糊查询的特性。 
前几天我通过这个特性，对学校数据进行了模拟测试，学校数据60万左右，响应时间在700ms左右，比mysql的like查询稍微快一点，但是由于它可以避免大量的数据库io操作，所以总体还是比直接mysql查询更利于系统的性能保障。

（8）点赞、好友等相互关系的存储：         点赞、踩、关注/被关注、共同好友等是社交网站的基本功能，社交网站的访问量通常来说比较大，而且传统的关系数据库类型不适合存储这种类型的数据，Redis提供的哈希、集合等数据结构能很方便的的实现这些功能Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。 又或者在微博应用中，每个用户关注的人存在一个集合中，就很容易实现求两个人的共同好友功能。 
这个在奶茶活动中有运用，就是利用set存储用户之间的点赞关联的，另外在点赞前判断是否点赞过就利用了sismember方法，当时这个接口的响应时间控制在10毫秒内，十分高效。

（9）队列：         由于redis有list push和list pop这样的命令，所以能够很方便的执行队列操作。 Redis列表结构，LPUSH可以在列表头部插入一个内容ID作为关键字，LTRIM可用来限制列表的数量，这样列表永远为N个ID，无需查询最新的列表，直接根据ID去到对应的内容页即可。

总结:

        1.热点数据得缓存

        2.限时任务

        3.计算器--incr decr

        4.分布式锁。==setnx

        5.排行榜---sort set

2.redis的持久化 

        2.1 redis持久化的方式

（1）RDB---快照模式---在一定的时间内，对当前redis内存中的数据进行拍照储存。

（2）AOF---日志追加---每次执行的写命令，都会通过一个函数wirte记录到日志中。

         2.2 RDB快照储存

三种方式： save            bgsave            通过配置文件

默认保存的文件名称： dump.rdb

        （1）save和bgsave的区别

save模式：该命令会阻塞当前Redis服务器，执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。

 执行完成时候如果存在老的RDB文件，就把新的替代掉旧的。我们的客户端可能都是几万或者是几十万，这种方式显然不可取。

bgsave模式：执行该命令时，Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。具体流程如下：

 

 自动触发：        需要指定配置文件---一般不建议改，采用默认值---底层自动执行bgsave命令。

         2.3 rdb数据回复

只需要把dump.rdb文件放入按照目录，当redis服务器启动时，会读取dump.rdb文件 并加载到内存中。

        2.4 AOF持久化

 他会把每个命令通过write函数记录到日志文件中，默认改持久化没有开启，需要修改配置文件来开启aof模式

        2.5 RDB和AOF的优缺点

（1）RDB： ---优点： 数据恢复速度块。   ---缺点：数据完整性差。

（2）AOF： ---优点： 数据恢复完整性强，最多丢失一条写命令；

                    -----缺点：数据恢复速度比较慢，因为需要把日志文件中所有命令执行一遍。

        如果两个同时开启：恢复数据时采用的是AOF

3.redis的集群

        3.1 为什么要使用redis集群

可以减少单机的压力， 解决单机的故障问题

         3.2 第一种集群方式----主从模式

（1）配置主从模式----配从不配主。

模拟： 以太linux系统，启动三台redis服务，依靠端口号：6380主节点，6381从节点，6382从节点

       1. 复制三个redis配置文件放入master-slvae目录

         2.修改三个文件的配置

 bind 0.0.0.0 -::1
# 关闭保护模式
protected-mode no
port 6380 | 6381 | 6382
dbfilename dump6380.rdb | dump6381.rdb | dump6382.rdb
appendfilename "appendonly6380.aof"

         3.启动三台redis

         4.三台客户端访问redis相应的服务器

redis-cli -p 6380        redis-cli -p 6381        redis-cli -p 6382

         5.查看redis的角色--------info replication

他们之间没有主从关系

        6.配置主从关系----从节点

 slaveof 主节点ip 主节点port

         7.往主节点添加数据

 思考：如果主节点挂掉---从节点是否可以上位？---------不会

如果新增一个小弟--该小弟是否可以把之前的数据同步过来。----可以

小弟是否可以进行写操作------只负责读操作不能负责写操作。

主节点是否可以进行写操作和读操作。-----> 可以负责读写操作。

        3.3  第二种集群模式-----哨兵模式

上面的主从模式的缺点： ----如果主机宕机后， 从节点无法上位，该redis服务就无法执行写操作 。

sentinel.conf文件 

开启哨兵服务 -------     redis-sentinel sentinel.conf

 

 演示：主节点宕机，从节点上位

 如果原来的主节点回来---它需要跟在现在的主节点混。

 3.4 第三种-----集群模式

哨兵模式的缺点: 它只有一个主节点---如果现在写操作并发高，那么还会导致主节点压力过大。

                去中心化-----

准备: 6台redis服务。---6个服务中不能有数据。

7001、7002、7003 =============主节点

7004、7005、7006 =====从节点

修改配置文件：都需要改 

bind 0.0.0.0         port 7071        daemonize yes 

appendonly yes ---#打开AOF持久化                  cluster-enabled yes  ---#开启集群

cluster-config-file nodes-7001.conf -----# 集群的配置文件,该文件自动生成

cluster-node-timeout 5000 -------# 集群的超时时间

 

 开启上面6台redis服务器

 为6台redis配置槽以及主从关系

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.220.130:7001 192.168.220.130:7002 192.168.220.130:7003 192.168.220.130:7004 192.168.220.130:7005 192.168.220.130:7006

---------cluster-replicas  1 ： 从节点的个数

 验证：redis-cli -c -h 127.0.0.1 -p 7001