Redis相關學習心得

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Redis

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NoSQL，即Not Only SQL ，一種開源的非關係型數據庫。數據都存在內存中，能夠支持數據的持久化。支持簡單的key-value模式。
支持的類型包括：

1. string字符串
   redis內部存儲默認就是一個字符串，被redisObject引用.
   
2. list鏈表
   簡單的字符串列表，按照插入順序進行排序，從頭部和或者尾部添加
   
3. set集合
   set集合是String類型的無序集合，集合成員惟一，不能出現重複的數據，經過哈希表實現的，因此添加，刪除，查找的時間複雜度都爲O(1)。
   
4. zset有序集合
   有序的set集合，每一個元素會關聯一個double類型的分數，根據分數成員從小到大排序，不容許成員重複，添加，刪除，查找的時間複雜度都爲O(1)。
   
5. hash哈希類型
   命令：hget，hset
   適合存儲對象
   
   

Redis使用單線程+多路IO複用的技術

1. 多路複用：阻塞IO（串行），非阻塞IO，IO多路複用

2. IO複用包括：select，poll，epoll

redis事務是一個單獨的隔離操做，事務中的全部命令都會序列化，按順序的執行，事務在執行的過程當中，不會被其餘客戶端的命令和請求打斷
操做事務的三個指令：

1. Multi 開始事務
2. Exec 執行事務
3. discard 中斷事務

悲觀鎖和樂觀鎖

悲觀鎖： 悲觀鎖每次去拿數據的時候都認爲別人會修改，因此每次拿數據的時候都會上鎖，這樣想拿到這個數據的人就會block直到它拿到鎖，傳統的關係型數據庫就是這種鎖機制。好比行鎖，表鎖，讀鎖，寫鎖都是在操做以前先上鎖。

樂觀鎖：很樂觀，每次拿數據的時候都認爲別人不會修改數據，因此不會上鎖，可是在更新數據的時候會判斷在此期間有沒有更新過數據，會使用版本號的機制，樂觀鎖適合用於多讀的應用類型，這樣能夠提升吞吐量。redis就是利用這種check-and-set機制來實現事務的。

redis事務的三個特性

單獨隔離操做：事務中的全部命令都會序列化，按順序的執行。事務執行過程當中不會被其餘客戶端發來的請求打斷
沒有隔離級別的概念：隊列中的命令在沒有提交以前都不會被實際的執行
不保證原子性：redis中同一個事務中有一條命令執行失敗的話，其餘的命令仍然會執行，沒有回滾

持久化方式

Radis提供的2個不一樣形式的持久化方式
RDB：RedisDataBase 會將數據寫入到一個臨時文件中，等持久化過程結束了，再用這個臨時文件替換上次持久化好的文件。整個過程當中，主進程是不進行任何IO操做的，確保了極高的性能若是須要大規模數據的恢復，對數據恢復的完整性不敏感，容許丟失數據，RDB比AOF更加高效，RDB的缺點是最後一次持久化的數據可能丟失。
RDB持久化，知足RDB的保存策略，正常關閉redis，不然最後一次的數據會丟失。手動保存 命令save 只管保存，其餘無論，所有阻塞 save vs bgsave
當Redis沒法寫入磁盤時，直接關閉Redis的寫操做： stop-writes-on-bgsave-error yes
RDB保存時要進行壓縮： rdbcompression yes
RDB數據的備份：將*.rdb文件拷貝；
RDB數據的恢復：關閉Redis ，把備份的文件拷到redis工做目錄下，啓動redis，數據會自動加載
RDB優勢：節省磁盤空間，由於rdb存儲的是數據結果。恢復速度快
RDB缺點：redis在fork時使用了 寫時拷貝技術 ，數據龐大的話比較消耗性能。備份週期性，意外關閉會丟失最後一次的數據以及快照。
AOF：以日誌的形式記錄每個寫操做，記錄Redis執行過的寫指令，(讀操做不記錄)，只容許追加文件，不能夠寫文件。redis啓動時會經過aof的文件從新構建數據，即從新將全部的指令執行一次來完成數據的恢復。
默認不開啓，須要在配置文件中手動開啓。 appendonly no ( 默認 )
保存路徑在redis的工做空間下，跟rdb保持一致。
AOF 和RDB同時開啓的話，AOF記錄數據的的優先級大於RDB。
aof文件中寫數據都是以 *$ 開頭 ，執行了flush的話 能夠將aof文件中的flush刪除，便可恢復數據。
AOF始終同步，每次Redis寫入都會當即記入日誌文件中

Rewrite ：AOF採用的是文件追加的方式，避免文件過大，AOF增長了重寫機制，當AOF的大小超過所設定的閾值時，Redis會啓動AOF文件的內容壓縮，只保留能夠恢復的最小指令集，使用命令 bgrewriteaof 。若是保存了屢次key1的值，只會保留最後一次key1的值。
AOF如何實現重寫： AOF文件過大時，會fork出一條新的進程來說文件重寫，先寫進臨時文件中而後rename，最後覆蓋，會遍歷新進程中的每一條set語句。重寫的aof文件並無讀取舊的aof文件，而是將數據庫內容用命令的方式從新寫了一個aof文件
AOF重寫的條件和時機： 重寫能夠節省大量的磁盤空間，減小恢復的時間。可是重寫有必定的負擔，要設定redis知足必定的條件才能進行重寫。redis載入完畢時，redis會記錄此時aof的大小，而且設置爲base_size ,若是Redis的aof當前大小>=base_size+base_size8100%且當前大小>=64mb時重寫。默認狀況下。
AOF優勢：備份機制更加穩健，丟失數據的機率更低。日誌文件可讀性高，能夠處理誤操做。
AOF缺點：比起RDB佔用的磁盤空間更多，每次讀寫都同步的話，性能有必定的壓力。日誌文件存在個別BUG，形成不能恢復。

Redis主從複製

master/slave 一主多從 ，一寫多讀
讀寫分離，性能擴展 ，容災快速恢復。
主要減少讀 寫的壓力，並不能減少內存的壓力，由於須要同步數據，主從都是一樣的數據量。
Master 以寫爲主
Slave 以讀爲主
配置從服務器，不配置主服務器
拷貝多個redis.conf文(默認配置)，而後使用include 包含默認配置，添加其餘不一樣的配置(include /?/?/redis.conf) 路徑文件
開啓 daemonize yes (後臺啓動)
指定端口號port
Log文件的名字
dbfilename 和 Appendonly 都要換名字或者關掉。 由於不能讓多臺服務器產生的rdb，aof文件重名。
打印主從複製的相關信息命令： info replication
成爲某個實例的從服務器： slaveof

一主二僕：從服務器切入後，主服務器和從服務器的數據永遠保持一致，無論從服務器何時加入。從服務器不能寫數據(set)。
主服務器shutdown後，從服務器會等待主服務器上線。

主從複製的原理：
每次從服務器聯通後，都會給主機發送sync的指令，主機會馬上進行存盤操做而且發送rdb文件給從服務器，從服務器接受rdb文件後進行全盤加載，以後每次主服務器寫操做時都會馬上發送給從服務器，從服務器會執行相同的指令。

薪火相傳
上一個從服務器能夠是下一個從服務器的主服務器，這個slave從服務器一樣能夠接受其餘slave從服務器的鏈接和同步請求，有效減輕主服務器的寫壓力，去中心化下降風險。
slaveof no one （此命令是不作任何一臺主服務器的從服務器） 在主服務器宕機以後，能夠用此命令將當前的從服務器提高爲主服務器，就能夠進行寫的操做了。

哨兵模式

sentinel
監控主機是否故障，若是故障會根據投票數自動將從服務器轉換爲主服務器。
sentinel.conf 文件 配置內容
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1
哨兵 1：表明 至少有一個哨兵認爲服務器宕機，那麼服務器就是宕機了
啓動哨兵命令 ： redis-sentinel sentinel.conf

故障恢復

主服務器shutdown後，會在其全部的從服務器中挑選一個從服務器做爲新的主服務器，新的主服務器出來後，sentinel會向原主服務器發送slaveof 新主服務器的命令 ，複製新master主服務器。當舊的主服務器從新上線時，sentinel會向其發送slaveof命令，讓它成新主服務器的從服務器。
選擇的條件依次爲：
1.優先級靠前的，優先級在redis-conf 中改 slave-priority 100 ，值越小優先級越高
2.偏移量最大的，偏移量是指 從原主服務器獲取數據最多的
3.runid最小的從服務器，每一個redis實例啓動後都會隨機生成一個40位的runid

Redis 集羣

Redis集羣實現了對Redis的水平擴容，啓動N個Redis節點，將整個數據庫分佈存儲到這N個節點中，每一個節點存儲總數據的1/N。
Redis集羣經過分區來提供必定程度的可用性，即便集羣中的一部分節點失效或者沒法通信，集羣也能夠繼續處理命令請求

1.製做n個實例集羣的相關操做

• 製做n個實例

• 拷貝多個redis.conf 文件 而後include

• 開啓 daemonize yes 後臺啓動

• 改端口，log文件名字，rbd，aof文件的名字

2.redis cluster 配置修改

• cluster-enabled yes 打開集羣模式

• cluster-config-file nodes-6379.conf 設定節點配置文件名

• cluster-node-timeout 15000 設定節點失聯的時間，超過該時間(ms),集羣自動進行主從切換

一個集羣中至少要有三個主節點
選項 --replicas 1 表示 咱們但願爲及羣衆的每一個主節點建立一個從節點
分配原則儘可能保證每一個主數據庫運行在不一樣的ip地址，每一個從庫和主庫不在同一個ip地址

slots 插槽(hash slot)
不在一個slot下的鍵值，是不能夠用mget，mset等來進行多鍵操做的，能夠用{ } 來定義組的概念，從而使key中{ } 的內容鍵值對放到同一個slot中去

集羣好處：
實現了擴容
分攤了壓力
無中心配置相對簡單

集羣的缺點： 多鍵操做不被支持 多鍵的Redis事務不被支持，lua腳本不被支持 舊項目要遷移至redis cluster 遷移難度大，複雜度大。