Redis高级知识点详解

1.数据删除与淘汰策略

1.1Redis中的数据特征

删除策略就是针对已过期数据的处理策略
问题： 已过期的数据是真的就立即删除了吗？
回答： 其实也不是，会有多种删除策略，在不同的场景分情况使用不同的删除策略来进行删除数据。

Redis是一种内存级数据库，所有数据都存放在内存中，内存中的数据可以通过TTL指令获取其状态
TTL返回的值有三种情况：正数，-1，-2

• 正数：代表该数据在内存中还能存活多长时间
• -1：永久有效的数据
• -2：已经过期的数据 或被删除的数据 或未定义的数据

1.2数据删除的三种策略

• 1.定时删除
• 2.惰性删除
• 3.定期删除

定时删除策略：
创建一个定时器，当key设置有过期时间，并且过期时间到达时，由定时器立即对键的删除操作

• 优点：节约内存，到时间就删除，快速释放掉不必要的内存占用
• 缺点：CPU压力大，会影响redis服务器响应时间和指令吞吐量
• 简易理解：用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）

惰性删除：
据到达过期时间，不做处理，等下次访问该数据时，需要判断
1.如果未过期，返回数据
2.发现已经过期，删除，返回不存在

• 优点：节约CPU性能，发现必须删除的时候才删除
• 缺点：内存压力大，出现长期占用内存的数据
• 简单理解：用存储空间换取处理器性能（拿时间换空间）

定时删除：
定时删除和惰性删除这两种方案都是走的极端，而定期删除则是折中的方案

• Redis启动服务器初始化时，读取配置server.hz的值，默认为10(具体可以根据电脑CPU性能调)
• 每秒钟执行server.hz次serverCron()-------->databasesCron()--------->activeExpireCycle()
• activeExpireCycle() 对每个expires[*]逐一进行检测，每次执行耗时：250ms/server.hz
• 对某个expires[*]检测时，随机挑选x个key检测

如果key超时，删除key
如果一轮中删除的key的数量>W25%，循环该过程
如果一轮中删除的key的数量≤W25%，检查下一个expires[*]，0-15循环
W取值=ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP属性值

• 参数current_db用于记录activeExpireCycle() 进入哪个expires[*] 执行

• 如果activeExpireCycle()执行时间到期，下次从current_db继续向下执行

• 特点1：CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义

• 特点2：内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

• 简单理解：周期性抽查存储空间（随即抽查，重点检查）

2.主从复制

三高架构

• 高并发

很多用户同时访问的能力，成为高并发

• 高可用

速度快，时间短

• 高可用

简单计算：一个服务一年中宕机时间总和的秒数
1年=365246060=31536000秒
可用性就是=（31536000-宕机总秒数）/31536000100%=？

业界可用性目标5个9，就是99.999%，服务器年宕机时长低于315秒

2.1主从复制的作用

• 读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力
• 负载均衡：基于主从结构，配合读写分离，由slave分担master负载，并根据需求的变化，改变slave的数 量，通过多个从节点分担数据读取负载，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量
• 故障恢复：当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复
• 数据冗余：实现数据热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式
• 高可用基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用方案

3.哨兵模式

哨兵
哨兵是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当主(master)出现故障时通过投票机制选择新的master并将所有slave连接到新的master

注意： 哨兵也是一台redis服务器，只是不提供数据相关服务，通常哨兵的数量配置为单数

判断master是否宕机的两种状态

sdown和odown
sdown： 主观宕机，就是只有一个哨兵发现master宕机了就是主观宕机
odown： 客观宕机，就是quorum数量的哨兵都觉得master宕机了就是客观宕机
sdown达成的条件： 如果一个哨兵ping一个master，当这个master超过了is-master-down-after-milliseconds指定的毫秒后，就会认为主观宕机
sdown到odown的条件 发现master宕机的一个哨兵会告诉所有的哨兵这个master挂了，所以所有的哨兵都会去给挂的这个master发送请求，确认是否真的挂了，如果所有的哨兵都发现这个master挂了的话，就是客观宕机

slave到master的选举算法

• 不在线的OUT
• 响应慢的OUT
• 与原master断开时间久的OUT
• 优先原则
  优先级
  （1）按照slave优先级进行排序，slave priority越低，优先级就越高
  （2）如果slave priority相同，那么看replica offset，哪个slave复制了越多的数据，offset越靠后，优先级就越高
  （3）如果上面两个条件都相同，那么选择一个run id比较小的那个slave
  选出新的master之后，发送指令给其他的slave：
• 向新的master发送slaveof no one
• 向其他的slave发送slaveof新的masterIP端口