HotFrameLearning Redis_01_簡介

時間 2019-11-09

標籤 hotframelearning redis 簡介欄目 Redis 简体版

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HotFrameLearning Redis_01_簡介

-git

1、大體介紹

一、介紹Redis以前，我有一堆的疑問，Redis是什麼？有什麼用？它能幹什麼？有什麼特性？能解決咱們平常的哪些問題？
   爲何要用Redis？Redis好在哪裏？除了Redis外還有其餘替代方案麼？
二、對於還沒了解過Redis的童鞋，能夠帶着這些疑問往下看，而對於瞭解過Redis的童鞋那就走過路過不要錯過^_^。
三、另外目前討論的版本也是比較新的版本3.x版本；

2、簡單認識Redis

2.1 何爲Redis？

Redis 是一個開源的基於內存的數據結構化存儲媒介，多用於數據庫、緩存以及消息代理。
   再簡言之，Redis 是一個基於內存的 key-value 數據庫。

2.2 原滋原味解釋

原文地址：https://redis.io/topics/introduction

Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache and message broker. It supports data structures such as strings, hashes, lists, sets, sorted sets with range queries, bitmaps, hyperloglogs and geospatial indexes with radius queries. Redis has built-in replication, Lua scripting, LRU eviction, transactions and different levels of on-disk persistence, and provides high availability via Redis Sentinel and automatic partitioning with Redis Cluster.

You can run atomic operations on these types, like appending to a string; incrementing the value in a hash; pushing an element to a list; computing set intersection, union and difference; or getting the member with highest ranking in a sorted set.

In order to achieve its outstanding performance, Redis works with an in-memory dataset. Depending on your use case, you can persist it either by dumping the dataset to disk every once in a while, or by appending each command to a log. Persistence can be optionally disabled, if you just need a feature-rich, networked, in-memory cache.

Redis also supports trivial-to-setup master-slave asynchronous replication, with very fast non-blocking first synchronization, auto-reconnection with partial resynchronization on net split.

Other features include:

Transactions
- Pub/Sub
- Lua scripting
- Keys with a limited time-to-live
- LRU eviction of keys
- Automatic failover
You can use Redis from most programming languages out there.

Redis is written in ANSI C and works in most POSIX systems like Linux, *BSD, OS X without external dependencies. Linux and OS X are the two operating systems where Redis is developed and more tested, and we recommend using Linux for deploying. Redis may work in Solaris-derived systems like SmartOS, but the support is best effort. There is no official support for Windows builds, but Microsoft develops and maintains a Win-64 port of Redis.

3、Redis的一些特性

3.1 數據類型

Redis支持多種數據結構，這也是它的亮點所在，除外Redis的單個Value最大限制爲1GB，已經遠遠超過memcached的
1MB的大小限制。下面咱們看看它有哪些數據類型，能幹什麼用，內部結構是怎麼樣的。

    • strings：字符串類型，最基本的數據類型，一般來存儲基本的字段值；
    • hash：是一個string類型的Field和Value之間的映射表，一般用來存儲一個對象中各個Key與Value信息的映射；
    • lists：元素都是string類型的雙向鏈表，一般用來存儲好友列表，粉絲列表，前十首熱門歌曲，最新消息排行等；
    • set：是一個無序的string類型數據的集合，其內部用的是HashMap實現，只是Value都是空的而已，一般用來對數據
      作交集、並集、差集等操做，所以就有相似共同好友，共同興趣等業務數據應運而生；
    • sortset：有序set，其內部僅僅只是在set基礎上新增了一個排序score字段，一般用於具備排序功能的業務數據展現；

3.2 持久化

Redis 提供了兩種持久化方式，一個是RDB（Redis DataBase），另外一個是AOF（Append Only File），至於說誰好誰差
呢？應該說各有所長，然而官網卻建議咱們二者結合使用，雙保險嘛。   

    • RDB：就是在不一樣的時間點生成的快照文件並存儲到硬盤上；
    • AOF：就是將redis的那些寫指令記錄下來，目的就是爲了下次redis重啓時能夠快速執行這些指令恢復數據；
    
   不過既然用到Redis存儲，我的建議若是你們沒有什麼特殊的持久化需求的話，徹底不用理會這兩種持久化的方式，直接
關閉便可，由於redis原本擅長的領域就是內存數據庫，對於持久化存儲方面不擅長。

3.3 主從同步

Redis 所謂的主從一方面但是一主有多從，可是另一方面每一個從節點也能夠有多個從節點。而這樣作的目的其實很簡
單，一來是爲了提高讀的性能，二來也是爲了去中心化增長數據冗餘備份。一旦主節點掛了，從節點就得立馬頂上去。
   
   然而主從之間的同步的思路也是挺簡單的，都是slave主動向master發出sync指令，意思就是告訴master，slave須要同
步數據啦。master收到sync後則會調用bgsave指令fork一個子進程來持久化存儲master的數據，在master的持久化的這個
短短時間間內，master的write指令則存儲到內存中。待master的子進程持久化完成後則將持久化的這個文件發送給slave節點，
待slave接收完成並將數據加載到slave內存中，而後master節點還會將持久化期間緩存的write指令再次發給slave節點。

3.4 發佈訂閱

該發佈訂閱，和咱們經常使用的MQ發送訂閱的模式是同樣的，支持訂閱單個頻道，也支持訂閱多個頻道，還支持相似正則表
達式同樣的模式匹配。

3.5 事務

Redis 也擁有本身的一套事務機制，只是這個所謂的事務機制沒有關係型數據庫那麼強大，可是仍是勉強夠用，其實Redis
的事務，就是一組命令的集合，MULTI、EXEC、DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事務相關的命令。既然是一組命令的執行，那麼
Redis給了咱們什麼樣的保證呢？來保證執行不被其餘命令打斷或篡改呢？

    • 保證一：事務是一個單獨的隔離操做，全部命令被序列號有序執行；
    • 保證二：事務是一個原子操做，要麼所有執行，要麼所有不執行；

   然而在實際應用中老是那麼差強人意，事務中若是是由於語法錯誤的話，則是不會提交事務，可是若是是運行時錯誤的
話，那就完蛋了，全部命令都會被執行，沒有回滾機制，難道就沒有解救措施了麼，這個還真沒有，運行時錯誤是編程時
須要杜絕的，這樣的話其實也不存在須要什麼回滾操做，一切順其天然一鼓作氣。

   固然Redis還提供一個WATCH命令，來防止EXEC執行後發現值被篡改的話，則EXEC也照樣返回失敗處理；

3.6 Lua腳本

Lua腳本功能是Reids 2.6版本的最大亮點，經過內嵌對Lua環境的支持，解決了長久以來不能高效地處理CAS命令的缺點， 
而且能夠經過組合使用多個命令， 輕鬆實現之前很難實現或者不能高效實現的模式。

3.7 回收策略

回收策略，還有一個變態的輔助幫手，就是客戶端每執行一個命令，都會檢測內存是否超標，若是超標，果斷淘汰。
    
    六種回收策略以下：
    • noeviction 不回收；
    • allkeys-lru 從全部鍵中刪除最近最少使用的鍵；
    • volatile-lru 從設置了過時時間的鍵中刪除最近最少使用的鍵；
    • allkeys-random 從全部鍵中隨機刪除；
    • volatile-random 從設置了過時時間的鍵中隨機刪除；
    • volatile-ttl 從設置了過時時間的鍵中選擇存活時間最短的鍵刪除；

3.8 線程模型

Redis 之因此有着飛同樣的讀寫速度，這還得得益於它的單進程單線程模樣的線程模型。通過Redis官網的測試性能結
果達到10W+的QPS。

    優秀的線程模型不但簡化了代碼邏輯，並且也不用考慮併發，也不用考慮各類鎖的問題，更不存在多線程切換消耗CPU
的問題了，一切的一切，就是單線程挨個挨個執行。

    可是這種線程模型架構也帶來必定的問題，犧牲了多核CPU性能，視多核CPU如無物，簡直暴殄天物，反過來說，目前
獲得你們的方響，也沒說redis十分慢，若若是真的遇到了redis十分慢的話，那頗有多是開發者的姿式不對，說不定又
在哪裏進行了耗時的操做。

4、Redis優缺點

4.1 優勢

• 速度快，10W+的QPS，並且數據結構相似HashMap查詢複雜度低；
    • 數據結構相對比較豐富，並且存儲的Value也相對足夠大；
    • 支持事務，並且還支持Lua腳本進行CAS操做；
    • 主從複製，支持讀寫分離，並且還支持RDB與AOF兩種持久化方式；

4.2 缺點

• 不能充分利用多核CPU的硬件優點；
    • 多主多從模式中，若是某一區域獨立的主從同時掛掉且形成哈希槽的部分不可用，那麼整個集羣將會致使不可用；
    • 網絡波動會形成主從之間會進行全量數據複製，若是快照文件過大，則會給內存帶來很是大的壓力；
    • 主從複製若是不在同一局域網，則會給主從複製的性能帶來很大的損傷；

4.3 對比memcached

• 數據類型：Redis不只支持簡單的k/v類型，還支持list,set.zset,hash等數據結構，但memcached支持圖片視頻緩存；
    • 存儲方式：Redis在物理內存用完時還能將不多用的Value進行磁盤存儲，有AOF與RDB兩種持久化存儲方式；
    • 主從模式：Redis支持一主多從，也能夠支持多主多從，但memcached利用magent適用於一主多從；
    • 災難恢復：Redis能夠經過從AOF或RDB方式恢復數據，而memcached則不可恢復；
    • 數據大小：Redis的Value最大能支撐1G大小，而memcached最大支撐只有1M；
    • 內存分配：Redis會浪費必定時間去分配內存空間，而memcached則事先就分配好了必定的Page、Slab、Chunk空間；
    • 等等還有不少，就不一一列舉了，想了解的更多跟詳細，你們能夠自行約會度娘問個究竟。