Redis的常见知识点

一、使用Redis有哪些好处？

1. 速度快，因为数据存在内存中，类似于HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O（1）
2. 支持丰富数据类型，string，list，set，sorted  set，hash
3. 支持事务，操作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行
4. 丰富是特性：可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除

二、为什么redis需要把所有数据放到内存中？

Redis为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中，并通过异步的方式将数据写入磁盘。所以redis具有快速和数据持久化的特征。

如果不将数据放在内存中，磁盘I/O速度会严重影响redis的性能。

三、Redis是单进程单线程的？

Redis利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销。

四、redis主从复制？

redis主从配置比较简单，基本就是在从节点配置文件加上：slaveof 192.168.33.130 6379

主要是通过master  server持久化的rdb文件实现的。master  server先dump出内存快照文件，然后将rdb文件传给slave  server，slave  server  根据rdb文件重建内存表。

redis复制过程如下：

1、slave  server启动连接到master   server之后，slave   server主动发送SYNC命令给master   server

2、master  server接受SYNC命令之后，判断，是否有正在进行内存快照的子进程，如果有，则等待其结束，否则，fork一个子进程，子进程把内存数据保存为文件，并发送给slave   server

3、master   server子进程做数据快照时，父进程可以继续接收client端请求写数据，此时，父进程把新写入的数据放到待发送缓存队列中

4、slave   server接收内存快照文件之后，清空内存数据，根据接收的快照文件，重建内存表数据结构

5、master  server把快照文件发送完毕之后，发送缓存队列保存的保存的子进程快照期间改变的数据给slave  server，slave  server做相同处理，保存数据一致性

6、master   server后续接收的数据，都会通过步骤1建立的连接，把数据发送到slave   server

需要注意：slave   server如果因为网络或其他原因断与master   server的连接，当slave   server重新连接时，需要重新获取master     server的内存快照文件，slave    server的数据会自动全部清空，然后再重新建立内存表，这样会让slave   server启动恢复服务比较慢，同时也给master   server带来较大压力，可以看出redis的复制没有增量复制的概念，这是redis主从复制的一个主要弊端，在实际环境中，尽量规避中途增加从库redis2.8之前不支持增量，到2.8之后就支持增量了。

原则：Master会将数据同步到slave，而slave不会将数据同步到master。slave启动时会连接master来同步数据。这是一个典型的分布式读写分离模型。我们可以利用master来插入数据，slave提供检索服务，这样可以有效减少单个机器的并发访问数量。读写分离架构的缺陷在于，不管是Master还是Slave，每个节点都必须保存完整的数据，如果在数据量很大的情况下，集群的扩展能力还是受限于单个节点的存储能力，而且对于Write-intensive类型的应用，读写分离架构并不适合。

redis：会周期性的把数据写入磁盘或者修改操作写入追加的记录文件，并在基础上实现了master-slave（主从）同步。

重要的特点：实现数据持久化

1.使用RDB快照的方式，将内存中的数据不断写入磁盘；会出现数据丢失

2.使用AOF日志方式，记录每次更新的日志。即每条会使Redis内存数据发生改变的命令都会追加到一个log文件中，也就是说这个log文件就是Redis的持久化数据。

缺陷：由于主从之间是异步传输，所以存在丢失数据的风险。

例如：客户端写主节点B，B回复客户端OK，B传送写操作到从节点B1、B2和B3.由于B在回复客户端前，不会等待从节点的确认。所以如果此时B发生故障，虽然从节点会被推举出一个主节点，但是还没有传送到从节点的数据将永远丢失了。

六、redis常见性能问题和解决问题

1、Master最好不要做任何持久化，如RDB内存快照和AOF日志文件

2、如果数据比较重要，某个Slave开启AOF备份数据，策略设置为每秒同步一次

3、为了主从复制的速度和连接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内

4、尽量避免在压力很大的主库上增加从库

七、redis集群

Redis   Cluster是一个实现了分布式且允许单点故障的redis高级版本，没有中心节点，各个节点地位一致，具有线性可伸缩的功能。

redis集群优点：

1.主从备份，防止主机宕机。

2.读写分离，分担master的任务。

3.任务分离，分担工作与计算。

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方案：

1.master下面有两个孩子，两个孩子直接指向master（树）

2.线性，第一个孩子指向master，第二个孩子指向第一个孩子

原理：

主从通信：slave启动之后连接master，slave发出同步命令，slave拿到dump出的rdb快照，之后再拿缓冲aof队列中的日志数据进行数据填充。

---------master配置：

1.关闭rdb快照（备份工作交给slave）

2.可以开启aof

Redis   Cluster

1.分布式存储架构：

节点之间通过二进制协议进行通信，节点与客户端之间通过ASCII协议进行通信。

2.数据的放置策略：

Redis   Cluster将整个key的数值域分成16384个哈希槽，每个节点上可以存储一个或多个哈希槽，也就是说当前Redis   Cluster支持的最大节点数就是16384.

Redis：适用于对读写效率要求都很高，数据处理业务复杂和对安全性要求较高的系统。

例：replicas  1 表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点，由于sedis的集群最少需要3个主节点，如果我们每个主节点需要一个从节点，那么最少需要6台机器（或者说6个实例）。

145、147、148这三个将成为主节点，140、141、143将依次称为主节点的从节点

 

16384个哈希槽，那么每一个哈希槽中存的key和value是什么？

当你往Redis  Cluster中加入一个key时，会根据crc16(key)mod   16384计算这个key应该分部到哪个hash  slot中，一个hash  slot中会有很多key和value。

你可以理解成表的分区，使用单节点时的redis时只有一个表，所有的key都放在这个表里；改用Redis   Cluster以后会自动为你生成16384个分区表，你insert数据时会根据上面的简单算法来决定你的key在哪个分区，每个分区里有很多key。

 

redis  cluster（集群）

3.0之后的功能，至少需要3（Master）+3（Slave）才能建立集群，是无中心的分布式存储架构，可以在多个节点之间进行数据共享，解决了Redis高可用、可扩展等问题。

Redis集群提供了以下两个好处

1.将数据自动切分（split）到多个节点

2.当集群中的某一个节点故障时，redis还可以继续处理客户端的请求

一个redis集群包含16384个哈希槽（hash   slot），数据库中的每个数据都属于这16384个哈希槽中的一个。集群使用公式CRC16（key）%16384来计算键key属于哪个槽。

集群中的每一个节点负责处理一部分哈希槽。

 

集群中的主从复制

集群中的每个节点都有1个至N个复制品，其中一个为主节点，其余的为从节点，如果主节点下线了，集群就会把这个主节点的一个从节点设置为新的主节点，继续工作。

这样集群就不会因为一个主节点的下线而无法正常工作。

 

注意：

1.如果某一个主节点和他所有的从节点都下线的话，redis集群就会停止工作了。redis集群不保证数据的强一致性，在特定的情况下，redis集群会丢失已经被执行过的写命令

2.使用异步复制（asynchronous   replication）是redis集群可能会丢失命令的其中一个原因，有时候由于网络原因，如果网络断开时间太长，redis集群就会启动新的主节点，之前发给主节点的数据就会丢失。

3.一个主节点可以有多个从节点

当从节点首次或者重连主节点时，主节点会进行后台存储，即将数据snapshot为磁盘上的rdp文件，也将rdp文件发给从节点进行存储。

后台存储过程中以及以后的产生的写操作，主节点都会异步的发送到从节点，从节点执行这些操作以保证数据同步。

默认情况下，从节点对客户端只提供读服务。

七、MySQL里有2000w数据，redis中只存20w的数据，如何保证redis中的数据都是热点数据？

相关知识：redis内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。