Redis高級功能整理筆記

一、Redis支持的數據類型

String類型：字符串類型是二進制文件，能夠將圖片和視頻存入到string中，string類型支持incr操做，能夠用作統計計算

List類型：列表是指key對應的value是一個雙向鏈表結構，能夠實現消息隊列功能，減輕數據庫壓力

Set類型：是一種無序集合，在redis內部經過hashtable實現，查找和刪除元素的複雜度爲0（1），優勢：快速查找元素是否存在，用於記錄一些不能重複的數據

Sort Set類型：是一種有序集合，經過一個double類型的整數score進行排序，內部經過跳躍表和hashtable組合完成，能夠實現一個優先級的隊列，好比排行榜

Hash類型：哈希類型是每一個key對應一個hashtable，添加、刪除和修改操做的時間複雜度0（1），hash類型適合存儲對象

二、Redis排序命令

sort key：不設置任何選項是對集合元素進行簡單排序，默認正序

sort key [ASC | DESC | ALPHA]：默認排序ASC（從小到大），DESC（從大到小），ALPHA（字母順序）

sort key [by pattern]：按照給你模式（parttern）將集合元素內容自合成新key，並按新key對應的內容排序，完成後返回排好序的集合元素。

    舉例：

        lpush list 1 從list集合頭部添加一個值爲1的數據

        lpush list 2 從list集合頭部再添加一個值爲2的數據

        set name1 102 設置一個name1的key，值爲102

        set name2 101 設置一個name2的key，值爲101

        sort list by name*：name*表示將list裏的元素填充到*，按照name*裏面的值進行排序，返回的是排序後的list集合中的元素

sort key [limit start count]：limit選項可以限定返回結果的數據。下標從start開始，獲取count個元素

sort key [store dstkey]：按照固定模式排序後，將排序後的集合緩存在dstkey中，能夠減小cpu的開銷 

三、事務處理

原理：redis接收到一個客戶端鏈接發出的multi命令，此鏈接會進入一個事務上下文，redis把此鏈接發來的命令存入一個隊列中。當此鏈接發出exec命令，redis便開始按順序執行隊列中的全部命令，並將全部命令執行結果打包一塊兒返回給客戶端鏈接，結束事務上下文。

保證一個client發起事務中的命令能夠連續執行，而中間不會插入其餘client命令，multi：打開一個務  exec：按順序執行  discard：取消一個事務。

缺點：某個命令不成功，事務中其餘命令正常執行，事務不會回滾。

watch命令監視給定的key，至關於給key加一個樂觀鎖。

四、兩種持久化機制：

快照（snapshotting）：redis數據是保存在內存中，默認是以快照（RDB）的方式將數據持久化到磁盤上。如下是配置文件中的默認配置

save 900 1：表示900秒內若是至少有一個key的值變化，則保存快照

save 300 10：表示300秒內若是至少10個key的值變化，則保存快照

save 60 1000：表示60秒內若是至少有1000個key的值變化，則保存快照

工做原理：redis會fork一個子進程，子進程會將數據寫到磁盤上的一個臨時rdb文件中。當子進程完成寫臨時文件，將原來的rdb替換掉。這樣的好處是能夠copy-on-write。

缺點：若是遇到redis不正常關機，會致使最近的數據會丟失

Append-only file(AOF): 將redis的配置文件中的appendonly yes開啓就可使用aof方式持久化。redis每執行一個修改數據的命令，都會添加到aof文件中，當redis重啓後，會讀取aof文件進行恢復到redis關閉前的最後時刻。

aof三種刷新方式：appendfsync alaways(每次更新操做後手動調用fsync將數據寫到磁盤中)、appendfsync eveysec(表示每秒同步一次，推薦)、appendfsync no(等操做系統進行緩存同步到磁盤中)

工做原理：redis會fork一個子進程，子進程將最新的aof寫入到一個臨時文件，父進程增量的把內存中最新的執行命令寫入到就得aof文件，當子進程完成重寫臨時文件後，父進程收到一個信號，把以前內存中增量的修改寫入到臨時文件的末尾，而後將aof文件重命名，臨時文件重命名，開始向新的aof中寫入。

缺點：因爲都會存在aof文件中，會致使aof文件愈來愈大，雖然數據不會丟失redis性能會差些。可是能夠經過bgrewriteaof命令將當前內存中最短序列的命令寫到磁盤中來縮小aof文件的大小。

五、主從同步

特色：一臺主服務器能夠有對個從服務器。多個從服務器能夠鏈接同一個主服務器外，還能夠鏈接其餘從服務器。主從複製不會阻塞主服務器，再同步數據時，只服務器繼續能夠處理client請求。

過程：

第一階段

1）slave服務器主動鏈接到master服務器

2）slave服務器發送sycn命令到master服務器請求同步

3）master服務器備份數據庫到rdb文件中（備份期間，會將接收到的命令緩存起來）

4）master服務器把rdb文件傳輸給slave服務器

5）slave服務器清空數據庫數據，把rdb文件導入到數據庫中

第二階段

6）接下來master服務器把用戶全部更改數據的操做，經過命令的形式轉發給全部slave服務器

7）salve服務器執行master服務器發送過來的命令，就能夠實現同步

六、消息訂閱

實現原理：當客戶端執行subscribe命令訂閱頻道時，服務器會將客戶端與被訂閱頻道在pubsub_channels字典中進行關聯，若是頻道已經有其餘的訂閱者，那麼字典必有相應的訂閱者鏈表。

七、虛擬內存（VM）

redis把數據庫中的數據存放在內存中，隨着數據的不斷增長，會致使內存不足的狀況，從而可使用VM功能，將不多訪問的value保存到磁盤中。VM系統只能把value對應的object交換在磁盤中，而把全部key的object放在內存中，保證了查詢性能

交換過程：

1）計算保存這個對象須要佔用的swap文件中的多少頁

2）在swap文件中尋找一段連續頁空間來保存這個對象

3）把對象寫入swap文件

阻塞式VM與非阻塞式VM：將配置文件中vm-max-threads設置爲0爲阻塞式VM，大於0則採用的I/O線程進行交換，只有內存佔用超過vm-max-memory設定值時，纔會觸發VM交換。阻塞式VM優勢是簡單，當客戶端訪問被換出的數據或者redis正在將數據換出時，redis將不能處理其餘客戶端請求，從而阻塞其餘客戶端

八、內存淘汰

當數據庫內存不足時，redis能夠採用啓用虛擬內存（vm-enabled設置爲yes）或者啓用內存淘汰（將maxmemory設置大於0的整數）

redis淘汰算法：

1）隨機淘汰算法：從數據庫中隨機刪除一個key

2）LRU淘汰算法：從數據庫中刪除一個最近最少使用的key（memcached只有此方式）

3）TTL淘汰算法：從數據中刪除一個最快過時的key

九、對象引用計數

原理：給對象添加一個引用計數器，每當有地方引用它時，計數值就加1，當引用失效時，計數器值就減1，當計數器爲0時，將對象從內存中刪除

十、自動關閉超時鏈接

當有一個客戶端鏈接在必定時間內不進行任何操做時，redis自動關閉它，由於redis只能處理有限的客戶端鏈接，這個功能有效的防止一些用戶惡意佔用鏈接。開啓：timeout設置爲大於0的整數

十一、清除過時數據

redis爲每一個存儲的數據設定一個過時時間，當到達這個設定的過時時間後，redis便會把過時的數據從內存中刪除

redis清除過時數據的兩個階段：

1）在定時器中進行：隨機刪除一些過時數據

2）用戶獲取數據是進行