Redis简述


前言

Redis:Remote Dictionary Server,远程字典服务。
Redis之所以称为字典服务,是因为Redis是一个key-value存储系统。支持鵆的value类型很多,


一、NoSQL

泛指非关系型的数据库

  • 键值(key-value)存储数据库
    就像Map一样的key-value对。典型代表就是Redis
  • 列存储数据库
    关系型数据库是典型的行存储数据库,存在问题是:按行存储的数据在物理层面占用的是连续存储空间,不适合海量数据存储。而按列存储则可实现分布式存储,适合海量存储。典型代表就是HBase
  • 文档型数据库
    是NoSQL与关系型数据的结合,典型代表是MongoDB
  • 图形(Graph)数据库
    用于存放一个结点关系的数据库,例如描述不同人之间的关系,典型代表Neo4j

二、缓存数据的分类

在这里插入图片描述

实时同步数据: 要求缓存重的数据必须与DB中的数据保持一致。如何保证?只要DB重的数据发生了变更,缓存中的数据立即消失
阶段性同步数据:其没有必要必须与DB中的数据保持一阵子,只要大差不差就行。如何实现?为缓存数据添加了生存时长属性

三、Redis的特性

  • 性能高:Redis读的速度可以达到11w次/s,写的速度可以达到8w次/s。之所以具有如此高的性能,有以下几点原因:

(1)Redis的所有操作都是在内存中发生的
(2)Redis是用C语言开发的
(3)Redis源码非常精细(集性能与优雅于一身)

  • 简单稳定:Redis源码很少,早期版本只有2w行左右。从3.0版本增加了集群功能,变成了5w行左右
  • 持久化:Redis内存中的数据可以进行持久化,有两种方式:RDB与AOF
  • 高可用集群:Redis提供了高可用的主从集群,可以确保系统的安全性
  • 丰富的数据类型:例如HyperLogLog,用于对数据量超级庞大的日志做去重统计、Geospatial:地理空间,其主要用于地理位置相关的计算
  • 强大的功能:Redis提供了数据过期功能、发布/订阅功能、简单事务功能、还支持lua脚本扩展功能
  • 客户端语言广泛:Redis提供了简单的TCP通信协议,编程语言可以方便的接入Redis
  • 支持ACL权限控制:ACL(Access Control List)访问控制列表,是一种细粒度的权限管理策略,可以对任意用户与组进行权限控制,Unix与Linux系统默认使用是UGO(User、Group、Other)的权限控制策略,是粗粒度的
  • 支持多线程IO模型【面试常问】:Redis之前版本采用的是单线程模型,从6.0版本开始支持多线程模型

四、Redis的IO模型

提问:
Redis客户端提交的各种请求是如何最终被Redis处理的?
Redis处理客户端请求所采用的处理架构,称为Redis的IO模型。不同版本的Redis采用的IO版本是不同的

4.1 单线程模型

对于Redis3.0以前的版本

在这里插入图片描述
Redis的单线程模型采用了多路复用技术

对于多路复用器的读哦路选择算法常见的有三种:select模型、poll模型、epoll模型
poll模型的选择算法:采用的是轮询算法。该模型对客户端的就绪处理是有延迟的
epoll模型选择的算法:采用的是回调方式。根据就绪事件发生后的处理方式的不同,又可以分为LT模型和ET模型

每个客户端若要像Redis提交请求,都需要与Redis建立一个socket连接,并向事件分发器注册一个事件。一旦该事件发生就表明该连接已经就绪。而一旦连接就绪,事件分发器就会感知到,然后获取客户端通过该连接发送的请求,并将由该事件分发器所绑定的这个唯一线程来处理。如果该线程还在处理多个任务,则将该任务写入到任务队列等待线程处理。

4.2 混合线程模型

从Redis4.0版本开始,Redis中就开始加入了多线程元素。处理客户端请求的仍是单线程模型,但对于一些比较耗时但又不影响对客户端的响应的操作,就由后台其他线程来处理。例如持久化、对失效链接的清理等

4.3 多线程模型

多线程IO模型中的”多线程“仅用于接受、解析客户端的请求,然后将解析出的请求写入到任务队列。而对具体任务(命令)的处理,仍是由主线程处理。这样做使得用户无需考虑线程安全问题,无需考虑事务控制,无需考虑像LPUSH/LPOP等命令的执行顺序问题
在这里插入图片描述


总结

单线程模型
优点:可维护性高、性能高。不存在并发读写情况,也就不存在执行顺序的不确定性,不存在线程切换开销,不存在死锁问题,不存在为了数据安全而进行的加锁/解锁开销。
缺点:性能受到影响,且由于单线程只能使用一个处理器,所以会形成处理器浪费

多线程模型
优点:其结合了单线程与多线程的优点,避开了它们所有的不足
缺点:并非是一个真正意义上的”多线程“,因为真正处理”任务“的线程仍是单线程。所以,其对性能也是有影响的

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