Redis的特点&持久化的原理及优缺点

相思寄清风
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Redis

redis的概念：

Redis是一款开源的、高性能的键-值存储（key-value store）。它常被称作是一款数据结构服务器（data structure server）。

redis的数据类型：

  • 字符串（strings）类型
  • 列表（lists）
  • 集合（sets）
  • 有序集合（sorted sets）
  • 哈希（hashes）

redis的优点

  • 速度快
单线程的redis为什么这么快
(一)纯内存操作
(二)单线程操作，避免了频繁的上下文切换
(三)采用了非阻塞I/O多路复用机制
  • 支持丰富数据类型: String ，List，Set，Sorted Set，Hash 。
Redis 的出色之处不仅仅是性能，Redis 最大的魅力是支持保存多种数据结构，此外单个 Value 的最大限制是1GB，不像 Memcached只能保存1MB的数据，因此Redis可以用来实现很多有用的功能
  • 丰富的特性
订阅发布 Pub / Sub 功能
Key 过期策略
事务
支持多个 DB
计数
  • 持久化存储
Redis 提供 RDB 和 AOF 两种数据的持久化存储方案，解决内存数据库最担心的万一 Redis 挂掉，数据会消失掉。

redis的缺点

  1. 由于 Redis 是内存数据库，数据库容量受到物理内存的限制，不能用作海量数据的高性能读写
  2. redis是单线程的，单台服务器无法充分利用多核服务器的CPU

redis适合什么场景？

1、缓存

缓存现在几乎是所有中大型网站都在用的必杀技，合理的利用缓存不仅能够提升网站访问速度，还能大大降低数据库的压力。Redis提供了键过期功能，也提供了灵活的键淘汰策略，所以，现在Redis用在缓存的场合非常多。（推荐：《Redis视频教程》）

2、排行榜

很多网站都有排行榜应用的，如京东的月度销量榜单、商品按时间的上新排行榜等。Redis提供的有序集合数据类构能实现各种复杂的排行榜应用。

3、计数器

什么是计数器，如电商网站商品的浏览量、视频网站视频的播放数等。为了保证数据实时效，每次浏览都得给+1，并发量高时如果每次都请求数据库操作无疑是种挑战和压力。Redis提供的incr命令来实现计数器功能，内存操作，性能非常好，非常适用于这些计数场景。

4、分布式会话

集群模式下，在应用不多的情况下一般使用容器自带的session复制功能就能满足，当应用增多相对复杂的系统中，一般都会搭建以Redis等内存数据库为中心的session服务，session不再由容器管理，而是由session服务及内存数据库管理。

5、分布式锁

在很多互联网公司中都使用了分布式技术，分布式技术带来的技术挑战是对同一个资源的并发访问，如全局ID、减库存、秒杀等场景，并发量不大的场景可以使用数据库的悲观锁、乐观锁来实现，但在并发量高的场合中，利用数据库锁来控制资源的并发访问是不太理想的，大大影响了数据库的性能。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁，如果设置返回1说明获取锁成功，否则获取锁失败，实际应用中要考虑的细节要更多。

6、 社交网络

点赞、踩、关注/被关注、共同好友等是社交网站的基本功能，社交网站的访问量通常来说比较大，而且传统的关系数据库类型不适合存储这种类型的数据，Redis提供的哈希、集合等数据结构能很方便的的实现这些功能。

7、最新列表

Redis列表结构，LPUSH可以在列表头部插入一个内容ID作为关键字，LTRIM可用来限制列表的数量，这样列表永远为N个ID，无需查询最新的列表，直接根据ID去到对应的内容页即可。

8、消息系统

消息队列是大型网站必用中间件，如ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka等流行的消息队列中间件，主要用于业务解耦、流量削峰及异步处理实时性低的业务。Redis提供了发布/订阅及阻塞队列功能，能实现一个简单的消息队列系统。另外，这个不能和专业的消息中间件相比。

9、队列

由于redis有list push和list pop这样的命令，所以能够很方便的执行队列操作。

redis持久化介绍

  1. 由于Redis的数据都存放在内存中，如果没有配置持久化，redis重启后数据就全丢失了
  2. redis提供两种方式进行持久化：
    第一种：RDB （将Redis中数据定时dump到硬盘）
    第二种：AOF （将Reids的操作日志以追加的方式写入文件）

RDB持久化原理

  • RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘
  • 实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储
    在这里插入图片描述
    AOF持久化原理
    AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。
    在这里插入图片描述

RDB优缺点介绍（快照）

RDB优点

  • 整个Redis数据库将只包含一个文件，一旦系统出现灾难性故障，我们可以非常容易的进行恢复。
  • 性能最大化，它仅需要fork出子进程，由子进程完成持久化工作，极大的避免服务进程执行IO操作了。
  • 相比于AOF机制，如果数据集很大，RDB的启动效率会更高

RDB缺点

  • RDB容易丢数据，因为系统一旦在定时持久化之前出现宕机现象，此前没有来得及写入磁盘的数据都将丢失
  • RDB通过fork子进程来完成持久化的，如果当数据集较大时，可能会导致整个服务器停止服务几百毫秒，甚至是1秒钟

AOF优缺点介绍（镜像）

AOF优点

  • 数据安全性高，Redis中提供了3中同步策略，即每秒同步、每修改同步和不同步
  • 由于该机制对日志文件的写入操作采用的是append模式，因此在写入过程中即使出现宕机现象，也不会破坏日志文件中已经存在的内容
  • 如果日志过大，Redis可以自动启用rewrite机制。即Redis以append模式不断的将修改数据写入到老的磁盘文件中
  • AOF包含一个格式清晰、易于理解的日志文件用于记录所有的修改操作。事实上，我们也可以通过该文件完成数据的重建

AOF缺点

  • 对于相同数量的数据集而言，AOF文件通常要大于RDB文件，RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
  • AOF在运行效率上往往会慢于RDB
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