redis學習筆記

時間 2019-11-11

標籤 redis 學習筆記欄目 Redis 简体版

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redis是一個功能強大的內存數據結構存儲，具備多種用途，包括數據庫，緩存。html

1. redis特性

讀寫性能優異
持久化
數據類型豐富
單線程
數據自動過時
發佈訂閱
分佈式

1.1 高性能適合當作緩存git

緩存是Redis最多見的應用場景，之全部這麼使用，主要是由於Redis讀寫性能優異。並且逐漸有取代memcached，成爲首選服務端緩存的組件。並且，Redis內部是支持事務的，在使用時候能有效保證數據的一致性。做爲緩存使用時，通常有兩種方式保存數據：github

一、讀取前，先去讀Redis，若是沒有數據，讀取數據庫，將數據拉入Redis。
二、插入數據時，同時寫入Redis。

方案一：實施起來簡單，可是有兩個須要注意的地方：
一、避免緩存擊穿。（數據庫沒有就須要命中的數據，致使Redis一直沒有數據，而一直命中數據庫。）
二、數據的實時性相對會差一點。redis

方案二：數據實時性強，可是開發時不便於統一處理。。mongodb

固然，兩種方式根據實際狀況來適用。如：方案一適用於對於數據實時性要求不是特別高的場景。方案二適用於字典表、數據量不大的數據存儲數據庫

1.2 豐富的數據格式性能更高，應用場景豐富緩存

Redis相比其餘緩存，有一個很是大的優點，就是支持多種數據類型。安全

數據類型說明string字符串，最簡單的k-v存儲hashhash格式，value爲field和value，適合ID-Detail這樣的場景。list簡單的list，順序列表，支持首位或者末尾插入數據set無序list，查找速度快，適合交集、並集、差集處理sorted set有序的set服務器

其實，經過上面的數據類型的特性，基本就能想到合適的應用場景了。

string——適合最簡單的k-v存儲，相似於memcached的存儲結構，短信驗證碼，配置信息等，就用這種類型來存儲。
hash——通常key爲ID或者惟一標示，value對應的就是詳情了。如商品詳情，我的信息詳情，新聞詳情等。
list——由於list是有序的，比較適合存儲一些有序且數據相對固定的數據。如省市區表、字典表等。由於list是有序的，適合根據寫入的時間來排序，如：最新的***，消息隊列等。
set——能夠簡單的理解爲ID-List的模式，如微博中一我的有哪些好友，set最牛的地方在於，能夠對兩個set提供交集、並集、差集操做。例如：查找兩我的共同的好友等。
Sorted Set——是set的加強版本，增長了一個score參數，自動會根據score的值進行排序。比較適合相似於top 10等不根據插入的時間來排序的數據。

如上所述，雖然Redis不像關係數據庫那麼複雜的數據結構，可是，也能適合不少場景，比通常的緩存數據結構要多。瞭解每種數據結構適合的業務場景，不只有利於提高開發效率，也能有效利用Redis的性能。

1.3 單線程能夠做爲分佈式鎖

談到Redis和Memcached 的區別，你們更多的是談到數據結構和持久化這兩個特性，其實還有一個比較大的區別就是：

Redis 是單線程，多路複用方式提升處理效率。
Memcached 是多線程的，經過CPU線程切換來提升處理效率。

因此Redis單線程的這個特性，其實也是很重要的應用場景，最經常使用的就是分佈式鎖。
應對高併發的系統，都是用多服務器部署，每一個技術框架針對數據鎖都有很好的處理方式，如 .net 的lock,java 的synchronized,都能經過鎖住某個對象來應對線程致使的數據污染問題。可是畢竟，只能控制本服務器的線程，分佈式部署之後數據污染問題，就比較難處理了。Redis的單線程這個特性，就很是符合這個需求，僞代碼以下：

//產生鎖
while lock!=1
    //過時時間是爲了不死鎖
    now = int(time.time())
    lock_timeout = now + LOCK_TIMEOUT + 1
    lock = redis_client.setnx(lock_key, lock_timeout)

//真正要處理的業務
doing() 

//釋放鎖
now = int(time.time())
if now < lock_timeout:
    redis_client.delete(lock_key)

以上是一個只說明流程的僞代碼，其實總體的邏輯是很簡單的，只要考慮到死鎖時的狀況，就比較好處理了。Redis做爲分佈式鎖，由於其性能的優點，不會成爲瓶頸，通常會產生瓶頸的是真正的業務處理內容，仍是儘可能縮小鎖的範圍來確保系統性能。

1.4 自動過時能有效提高開發效率

Redis針對數據均可以設置過時時間，這個特色也是你們應用比較多的，過時的數據清理無需使用方去關注，因此開發效率也比較高，固然，性能也比較高。最多見的就是：短信驗證碼、具備時間性的商品展現等。無需像數據庫還要去查時間進行對比。由於使用比較簡單，就不贅述了

1.5 分佈式和持久化有效應對海量數據和高併發

Redis初期的版本官方只是支持單機或者簡單的主從，大多應用則都是本身去開發集羣的中間件，可是隨着應用愈來愈普遍，用戶關於分佈式的呼聲愈來愈高，因此Redis 3.0版本時候官方加入了分佈式的支持，主要是兩個方面：

Redis服務器主從熱備，確保系統穩定性
Redis分片應對海量數據和高併發

並且Redis雖然是一個內存緩存，數據存在內存，可是Redis支持多種方式將數據持久化，寫入硬盤，全部，Redis數據的穩定性也是很是有保障的，結合Redis的集羣方案，有的系統已經將Redis當作一種NoSql數據存儲來適用。

1.6 示例：秒殺和Redis的結合

秒殺是如今互聯網系統中常見的營銷模式，做爲開發者，其實最不肯意這樣的活動，由於非技術人員沒法理解到其中的技術難度，致使在資源協調上老是有些誤差。秒殺其實常常會出現的問題包括：

併發過高致使程序阻塞。
庫存沒法有效控制，出現超賣的狀況。

其實解決這些問題基本就兩個方案：

數據儘可能緩存,阻斷用戶和數據庫的直接交互。
經過鎖來控制避免超賣現象。

如今說明一下，若是如今作一個秒殺，那麼，Redis應該如何結合進行使用?

提早預熱數據，放入Redis
商品列表放入Redis List
商品的詳情數據 Redis hash保存，設置過時時間
商品的庫存數據Redis sorted set保存
用戶的地址信息Redis set保存
訂單產生扣庫存經過Redis製造分佈式鎖，庫存同步扣除
訂單產生後發貨的數據，產生Redis list，經過消息隊列處理
秒殺結束後，再把Redis數據和數據庫進行同步

2. 大多數人常常認爲它是一個簡單的鍵值存儲，但它擁有不少強大的功能。

2.1 整頁緩存

使用服務器端渲染頁面，若是不但願爲每一個請求從新渲染頁面。可使用 redis 將其緩存起來，能夠大大減小請求頁面的延遲。

// Set the page that will last 1 minute
SET key "<html>...</html>" EX 60

// Get the page
GET key

2.2 排行榜

redis 在內存中能夠很是快速和高效地處理遞增和遞減。比起爲每一個請求執行一次 SQL 查詢它能夠給應用節省不少的時間！

使用 redis 的 sortedset 你能夠以毫秒爲單位抓取列表中評分最高的項目，並且用起來很是的簡單。

// Add an item to the sorted set
ZADD sortedSet 1 "one"

// Get all items from the sorted set
ZRANGE sortedSet 0 -1

// Get all items from the sorted set with their score
ZRANGE sortedSet 0 -1 WITHSCORES

2.3 Session 存儲

咱們一般會使用 redis 來儲存 session，和其餘的緩存系統不一樣（例如Memcache），redis 能夠持久化儲存 session，這樣就算服務器出故障這些 session 也不會丟失。

// Set session that will last 1 minute
SET randomHash "{userId}" EX 60

// Get userId
GET randomHash

2.4 隊列

一個不太常見但很是有用的是你能夠用 redis 建立隊列，不管是電子郵件仍是應用程序使用的其餘數據，均可以使用 redis 來建立一個高效的隊列。

// Add a Message
HSET messages <id> <message>
ZADD due <due_timestamp> <id>

// Recieving Message
ZRANGEBYSCORE due -inf <current_timestamp> LIMIT 0 1
HGET messages <message_id>

// Delete  Message
ZREM due <message_id>
HDEL messages <message_id>

2.5 Pub/Sub

Pub/Sub 能夠用在不少的地方。你能夠用來建立一個實時聊天系統，觸發社交網絡上的朋友請求通知等等。這個功能是 redis 提供的最被低估的功能之一。

// Add a message to a channel
PUBLISH channel message

// Recieve messages from a channel
SUBSCRIBE channel

3. redis數據類型及基本操做

redis共有五種數據類型。

1).String 能夠是字符串、整數或浮點，統稱爲元素

string是redis最基本的類型，你能夠理解成與Memcached如出一轍的類型，一個key對應一個value。

string類型是二進制安全的。意思是redis的string能夠包含任何數據。好比jpg圖片或者序列化的對象。

string類型是Redis最基本的數據類型，一個鍵最大能存儲512MB。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "runoob" OK redis 127.0.0.1:6379> GET name "runoob"

2).list 一個序列集合且每一個節點都包好了一個元素

Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你能夠添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。

redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb (integer) 2 redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabitmq (integer) 3 redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10 1) "rabitmq" 2) "mongodb" 3) "redis"

3).Set 各不相同的元素

Redis的Set是string類型的無序集合。

集合是經過哈希表實現的，因此添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。

sadd 命令

sadd key member

添加一個 string 元素到 key 對應的 set 集合中，成功返回1，若是元素已經在集合中返回 0，若是 key 對應的 set 不存在則返回錯誤。

redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob 1) "redis" 2) "rabitmq" 3) "mongodb"

4).Hash 有key-value的散列組，其中key是字符串，value是元素

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。

Redis hash是一個string類型的field和value的映射表，hash特別適合用於存儲對象

redis> HMSET myhash field1 "Hello" field2 "World" "OK" redis> HGET myhash field1 "Hello" redis> HGET myhash field2 "World"

5).zset / Sort-Set 帶分數的score-value有序集合，其中score爲浮點，value爲元素

Redis zset 和 set 同樣也是string類型元素的集合,且不容許重複的成員。

不一樣的是每一個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是經過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

zset的成員是惟一的,但分數(score)卻能夠重複。

zadd key score member

zadd 命令

添加元素到集合，元素在集合中存在則更新對應score

redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000 1) "mongodb" 2) "rabitmq" 3) "redis"

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