Redis入门

最新推荐文章于 2024-08-06 07:30:00 发布

行者小朱

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Redis

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一、概念

Redis是一个开源的、使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化、日志型、提供多种语言的API的、高性能的key-value内存数据库。

官方性能测试：在50个并发的情况下请求10W次，写操作的速度是81000次/S，读操作的速度是110000次/S。

Redis支持的数据类型有五种：string（字符串）、list（列表）、set（集合）、sorted set（有序集合）、hash（散列）。

二、Redis特点

1、Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库（Key-Value DB），【很像memcached，但memcached所有值均是简单的字符串、速度相对较慢、不支持持久化】，整个数据库系统加载在内存中进行操作，定期通过异步操作把数据库中的数据flush到硬盘上。因为是纯内存操作，所以Redis的性能非常出色，每秒可以处理超过10万次的读写操作。同时支持事务，所有操作都是原子性。

2、Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构，同时单个Value的最大限制是1GB，因此Redis可以实现很多有用的功能，比如用List实现FIFO的双向列表、轻量级的高性能的消息队列服务、用Set做高性能的Tag系统等。另外，可以对存入的Key-Value设置expire时间。

3、Redis是单进程单线程，通过IO多路复用提高性能。

4、Redis的主要缺点是数据库容量受物理内存限制，不能进行海量数据的高性能读写，因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算。

三、分布式

Redis支持主从结构，原则上Master会将数据同步到Slave而Slave不同将数据同步到Master。因此我们可以采用读写分离技术---即利用Master来插入数据，而Slave检索数据，这样可以有效减少单个机器的并发访问数量，两台以上的Master可以做热备，同时随着Slave数目的增加读数据的性能线性增长。

四、Redis数据淘汰策略

1、voltile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
2、volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
3、volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰
4、allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰
5、allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰
6、no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

五、Redis常见的性能问题

1).Master写内存快照，save命令调度rdbSave函数，会阻塞主线程的工作，当快照比较大时对性能影响是非常大的，会间断性暂停服务，所以Master最好不要写内存快照。

2).Master AOF持久化，如果不重写AOF文件，这个持久化方式对性能的影响是最小的，但是AOF文件会不断增大，AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。Master最好不要做任何持久化工作，包括内存快照和AOF日志文件，特别是不要启用内存快照做持久化,如果数据比较关键，某个Slave开启AOF备份数据，策略为每秒同步一次。

3).Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件，AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源，导致服务load过高，出现短暂服务暂停现象。

4). Redis主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和连接的稳定性，Slave和Master最好在同一个局域网内。

5) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库。
6) 主从复制不要用图状结构，用单向链表结构更为稳定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...这样的结构方便解决单点故障问题，实现Slave对Master的替换。如果Master挂了，可以立刻启用Slave1做Master，其他不变。
六、Redis与Memcache的区别

1)、存储方式：Memecache把数据全部存在内存之中，断电后会挂掉，数据不能超过内存大小。Redis有部份存在硬盘上，这样能保证数据的持久性。

2)、数据支持类型：Memcache对数据类型支持相对简单。Redis有复杂的数据类型。

3)、使用底层模型不同：它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样。Redis直接自己构建了VM 机制，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。

4）value大小：redis最大可以达到1GB，而memcache只有1MB

因此，Redis相对Memcache的优势：

(1) memcached所有的值均是简单的字符串，redis作为其替代者，支持更为丰富的数据类型

(2) redis的速度比memcached快很多

(3) redis可以持久化其数据

七、Redis最适合的场景

Redis最适合所有数据in-momory的场景，虽然Redis也提供持久化功能，但实际更多的是一个disk-backed的功能，跟传统意义上的持久化有比较大的差别，那么可能大家就会有疑问，似乎Redis更像一个加强版的Memcached，那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?
如果简单地比较Redis与Memcached的区别，大多数都会得到以下观点：
1 、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
2 、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
3 、Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
（1）、会话缓存（Session Cache）
最常用的一种使用Redis的情景是会话缓存（session cache）。用Redis缓存会话比其他存储（如Memcached）的优势在于：Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时，如果用户的购物车信息全部丢失，大部分人都会不高兴的，现在，他们还会这样吗？幸运的是，随着 Redis 这些年的改进，很容易找到怎么恰当的使用Redis来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento也提供Redis的插件。
（2）、全页缓存（FPC）
除基本的会话token之外，Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题，即使重启了Redis实例，因为有磁盘的持久化，用户也不会看到页面加载速度的下降，这是一个极大改进，类似PHP本地FPC。再次以Magento为例，Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端。此外，对WordPress的用户来说，Pantheon有一个非常好的插件 wp-redis，这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。
（3）、队列
  Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作，这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作，就类似于本地程序语言（如Python）对 list 的 push/pop 操作。如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”，你马上就能找到大量的开源项目，这些项目的目的就是利用Redis创建非常好的后端工具，以满足各种队列需求。例如，Celery有一个后台就是使用Redis作为broker，你可以从这里去查看。
（4）排行榜/计数器
  Redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单，Redis只是正好提供了这两种数据结构。所以，我们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–我们称之为“user_scores”，我们只需要像下面一样执行即可：
当然，这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数，你需要这样执行：
ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES
Agora Games就是一个很好的例子，用Ruby实现的，它的排行榜就是使用Redis来存储数据的，你可以在这里看到。
（5）、发布/订阅
  最后（但肯定不是最不重要的）是Redis的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用，还可作为基于发布/订阅的脚本触发器，甚至用Redis的发布/订阅功能来建立聊天系统！