redis从入门到放弃

对象类型与数据结构

Redis是一种key/value型内存数据库,其中,每个key和value都用对象表示。比如,我们执行以下代码

redis>SET message "hello redis"

其中的key是message,是一个包含了字符串"message"的对象。而value是一个包含了"hello redis"的对象。Redis共有五种对象类型,分别是:

类型常量对象名称
REDIS_STRING字符串对象
REDIS_LIST列表对象
REDIS_HASH哈希对象
REDIS_SET集合对象
REDIS_ZSET有序集合对象

Redis中的一个对象的结构体表示如下:

/*
 * Redis 对象
 */
typedef struct redisObject {
    // 类型
    unsigned type:4;        
    // 不使用(对齐位)
    unsigned notused:2;
    // 编码方式
    unsigned encoding:4;
    // LRU 时间(相对于 server.lruclock)
    unsigned lru:22;
    // 引用计数
    int refcount;
    // 指向对象的值
    void *ptr;
} robj;

type表示了该对象的对象类型,即上面五种对象中的一个。为了提高存储效率与程序执行效率,每种对象的底层数据结构实现都可能不止一种。encoding表示了该对象底层所使用的数据结构。一种对象类型对应一种或两种底层数据结构,下面是各种对象与底层数据结构的对应关系:
String类型以上是String类型对象底层采用两种数据结构存储的情形。一种情况下,String的属性信息和字符串自身分离,此时encoding的值为OBJ_ENCODING_RAW。一种情况下,String的属性信息和字符串自身存储在一起,此时encoding的值为REDIS_ENCODING_EMBSTR。
在这里插入图片描述以上是hash,list与set类型对象的底层存储数据结构,从图中可以看出,hash对象可以采用ziplist和hashtable。基本上hash对象存储数据较少时,采用ziplist;数据较大时,采用hashtable。下面是两种数据结构转换的条件:

当hash对象可以同时满足一下两个条件时,哈希对象使用ziplist编码:
哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节;哈希对象保存的键值对数量小于512个

list对象底层采用压缩列表ziplist或linkedlist两种数据结构进行存储,首先以ziplist进行存储,在不满足ziplist的存储要求后转换为linkedlist列表。基本也是遵循数据量少时,采用ziplist(压缩表),数据量大时,采用链式存储linkedlist。下面是两种数据结构转换的条件:

当列表对象同时满足以下两个条件时,列表对象使用ziplist进行存储,否则用linkedlist存储:
列表对象保存的所有字符串元素的长度小于64字节;列表对象保存的元素数量小于512个。

在这里插入图片描述
zset底层的存储结构包括ziplist或skiplist。1)当ziplist作为zset的底层存储结构时候,每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存,第一个节点保存元素的成员,第二个元素保存元素的分值。2)当skiplist作为zset的底层存储结构的时候,使用skiplist按序保存元素及分值,使用dict来保存元素和分值的映射关系。
在同时满足以下两个条件的时候使用ziplist,其他时候使用skiplist,两个条件如下:

有序集合保存的元素数量小于128个;有序集合保存的所有元素的长度小于64字节

从上面可以看出,除String类型外,其他对象在数据量较少时,采用压缩表(ziplist)存储数据,当数据量大时,再分别采用适合各自类型的数据结构。下面是对象类型和encoding之间的对应关系:

对象类型一般情况少量数据特殊情况
StringRAWEMBSTRINT
ListLINKEDLISTZIPLIST
SetHTINTSET
HashHTZIPLIST
SortedSetSKIPLISTZIPLIST

数据持久化

redis是内存数据库,数据存储在内存中。在加快读写速度的同时也产生了新问题,即当redis所在服务器发生宕机后,redis数据库里的所有数据将会全部丢失。
为解决此问题,redis提供了持久化功能——RDB和AOF,将内存中的数据写入硬盘中。可以单独使用,也可以混合使用。

缓存策略

缓存穿透与雪崩

### Redis 入门到精通教程 #### 一、初识 Redis Redis 是一种开源的键值对存储系统,通常被用作数据库、缓存和消息中间件。它支持多种数据结构如字符串(Strings),散列(Hashes),列表(Lists),集合(Sets)及其有序版本(sorted sets)[^1]。 #### 二、安装与基本操作 对于初次使用者来说,在本地环境中设置一个简单的实例是一个不错的起点。可以通过官方文档获取不同平台下的具体部署指南。一旦完成安装,则可通过命令行工具`redis-cli`来进行交互测试[^2]: ```bash $ redis-cli 127.0.0.1:6379> PING PONG ``` 上述例子展示了如何验证服务器是否正常工作——发送PING指令后收到PONG响应表示一切就绪。 #### 三、核心概念理解 - **持久化**:为了防止意外断电等情况造成的数据丢失问题,提供了RDB快照方式以及AOF日志记录两种方案。 - **性能优化**:合理配置内存管理策略(比如最大可用RAM大小),调整淘汰算法以适应实际应用场景需求;另外还可以考虑压缩技术减少磁盘占用空间等措施提升效率。 - **高可用架构设计**:当单机版难以满足业务增长带来的压力时,就需要构建主从复制模式或者更进一步采用哨兵机制自动监控故障转移过程中的各个细节确保服务连续性不受影响[^3]。 #### 四、进阶特性探索 随着技能水平提高,可以尝试掌握更多高级特性和最佳实践技巧: - 利用Lua脚本来编写复杂查询逻辑,从而简化应用程序开发流程并增强灵活性; - 掌握模块插件生态体系,例如利用 `RedisModule`, `RediSearch`, 或者 `RedisJSON` 来快速搭建特定领域解决方案; - 学习分布式环境下的集群管理和运维要点,包括但不限于分片原理、迁移策略等方面的知识点。 #### 五、事务处理能力 Redis 支持基于乐观锁思想实现简单形式上的原子性批量更新动作,这主要依赖于MULTI/EXEC组合拳来达成目的。此外还有WATCH语句允许客户端监视某些key的变化情况以便做出相应反应,而DISCARD则用于中途放弃当前正在进行中的多条命令序列执行计划[^4]: ```python # Python伪代码模拟一次完整的事务提交全过程 r = redis.Redis() pipe = r.pipeline() try: pipe.multi() # 开启事务状态 pipe.set('foo', 'bar') pipe.incr('counter') results = pipe.execute() # 正式生效之前的所有变更项 except Exception as e: pipe.discard() # 出错情况下回滚至最初未修改的状态 finally: del(pipe) ```
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