Redis基础

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参考：黑马redis教程：www.bilibili.com/video/BV1CJ…

1. Redis的基础概念

  • NoSQL数据库，Key-value 数据结构， 速度快于一般数据库
  • Redis一般用作缓存，存储的内容不会随着JVM销毁而消失（比如用map作为缓存）

2. Redis的指令

  • Redis的安装，配置，客户端
  • 连接，退出，清屏
  • 查看key, 删除key, key的类型查找
  • 设置过期时间，查看过期时间，更新过期时间
  • 切换数据库（默认16个0-15）

3. Redis的数据结构

  • Key-Value 结构，键的类型只能为字符串，值支持五种数据类型：字符串、列表、集合、散列表、有序集合。
  • Value的数据结构
  1. String命令，比如set, get
  2. Hash (map< string , map<string,map>)命令，比如hset, hmset, hget

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u hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他数据类型，不存在嵌套现象。如果数据未获取到， 对应的值为（nil）

u Field 相当于表格列名或者对象的成员变量，value则为具体的值

u 每个 hash 可以存储 2^32 - 1 个键值

u hash类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性。但hash设计初衷不是为了存储大量对象而设计的，切记不可滥用，更不可以将hash作为对象列表使用

u hgetall 操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率就很会低，有可能成为数据访问瓶颈

  1. List命令，比如lpush,lpop
  • List的底层是双向链表结构，并且可以重复
  • list中是string类型的，数据总容量是有限的，最多2^32 - 1 个元素
  • list具有索引的概念，获取全部数据操作结束索引设置为-1 (倒数第一个元素)
  • list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自于list，第2页及更多的信息通过数据库的形式加载

  1. Set命令，比如sadd, 差集，并集

  2. SortedSet命令，比如zadd，不重复，但是有序；如果重复添加相同的数据，score值将被反复覆盖，保留最后一次修改的结果

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  • Bitmaps
  • HyperLogLog
  • GEO

4. Redis和Java

  • Jedis 客户端

一款Java 操作redis 数据库的工具

Maven包/下载相关Jar包，配置，连接池JedisPool，Jedis 工具类

  • RedisTemplate客户端

具体操作参考：blog.csdn.net/lydms/artic…

  • 区别

Jedis是Redis官方推荐的面向Java的操作Redis的客户端，而RedisTemplate是SpringDataRedis中对JedisApi的高度封装。

RedisTemplate支持连接池自动管理，可以通过简单的连接池配置信息就能访问Redis服务并进行相关缓存操作。

Spring-data-redis默认提供了两个使用Redis的类StringRedisTemplate和RedisTemplate，其中RedisTemplate可以支持Redis没有的缓存对象的操作，而StringRedisTemplate用来存储字符串。StringRedisTemplate继承RedisTemplate。

5. Redis的持久化

  • 概念：Redis是一个内存数据库，当Redis 服务器重启，数据会丢失。通过持久化过程，数据快照RDB，操作日志AOF，可以将Redis 里面的数据保存到硬盘。

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  • RDB

自动触发，在redis.conf ;手动配置Save，该命令将在 redis 安装目录中创建dump.rdb文件。

Redis.conf 的配置： 文件名配置，路径配置，是否压缩

Save和Bgsave（通过新线程来操作）指令

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RDB优缺点

优点

二进制文件，存储效率较高

存储的是某个时间点的数据快照，非常适合用于数据备份，全量复制等场景

恢复速度要比AOF快

应用：服务器中每X小时执行bgsave备份，并将RDB文件拷贝到远程机器中，用于灾难恢复

缺点

无法做到实时持久化，会丢失数据

bgsave指令每次fork操作创建子进程，要牺牲掉一些性能

Redis的众多版本中未进行RDB文件格式的版本统一，有可能出现各版本服务之间数据格式无法兼容现象

  • AOF

AOF写数据三种策略(appendfsync)，Always：每次同步；Everysec：每秒同步（默认）；No，由操作系统控制每次同步

AOF的工作原理

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AOF重写，去除无效指令，提高磁盘写入效率和恢复效率

AOF重写原理

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 RDB与AOF比较

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如果对数据非常敏感，建议使用默认的AOF持久化方案（AOF最多丢失1秒的数据）。如果数据有阶段性特征（可以控制），建议使用RDB持久化方案。

如果追求大数据的恢复速度，RDB

如果是灾难备份，RDB

一般综合考虑，同时开启 RDB 和 AOF，重启后，Redis优先使用 AOF 来恢复数据，降低丢失数据

6. Redis的事务

  • Redis事务是指将多条命令加入队列，一次批量执行多条命令，每条命令会按顺序执行，事务执行过程中不会受客户端传入的命令请求影响。

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  • Redis事务的相关命令如下

MULTI：标识一个事务的开启，即开启事务；

EXEC：执行事务中的所有命令，即提交；

DISCARD：放弃事务；和回滚不一样，Redis事务不支持回滚。

WATCH：监视Key改变，用于实现乐观锁。如果监视的Key的值改变，事务最终会执行失败。

UNWATCH：放弃监视。

  • 错误

如果定义的事务中所包含的命令存在语法错误，整体事务中所有命令均不会执行。包括那些语法正确的命令。

如果指命令格式正确，但是无法正确的执行，能够正确运行的命令会执行，运行错误的命令不会被执行

但是在一个事务中，已经执行完毕的命令对应的数据不会自动回滚，需要程序员自己在代码中实现回滚

7. Redis的删除策略

  • 定时删除

创建一个定时器，当key设置有过期时间，且过期时间到达时，由定时器任务立即执行对键的删除操作

优缺点：节约内存，到时就删除，快速释放掉不必要的内存占用；CPU压力很大，会影响redis服务器响应时间和指令吞吐量。用处理器性能换取存储空间 （拿时间换空间）

  • 惰性删除

数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，如果未过期，返回数据；发现已过期，删除，返回不存在

优缺点：节约CPU性能，内存压力很大。用存储空间换取处理器性能 （拿空间换时间）

  • 定期删除

周期性轮询redis库中的时效性数据，采用随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度

特点1：CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义设置；特点2：内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

总结：周期性抽查存储空间 （随机抽查，重点抽查）

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  • 逐出算法

情景分析，如果有新数据进入redis，但是数据都没有过期，而且内存也不足，那么这时就需要逐出算法，来腾出一些空间

Redis使用内存存储数据，在执行每一个命令前，会调用freeMemoryIfNeeded()检测内存是否充足

注意：逐出数据的过程不是100%能够清理出足够的可使用的内存空间，如果不成功则反复执行，当对所有数据尝试完毕后，如果不能达到内存清理的要求，将出现错误信息

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