这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第3天。
2023.2.15
一、Redis是什么
为什么需要Redis
- 数据从单表，演进出了分库分表
- MySQL从单机演进出了集群
- 数据量增长
- 读写数据压力的不断增加
- 数据分冷热，热数据: 经常被访问到的数据
- 将热数据存储到内存中
Redis基本工作原理
- 数据从内存中读写
- 数据保存到硬盘上防止重启数据丢失
二、Redis应用案例
1. 连续签到
用户每日有一次签到的机会，如果断签，连续签到计数将归0.连续签到的定义: 每天必须在23:59:59前签到。
- Key: cc_uid 1165894833417101
- value: 252
- expireAt: 后天的0点
数据结构sds
- 可以存储 字符串、数字、二进制数据
- 通常和expire配合使用
- 场景: 存储计数、Session
2. 消息通知
用list作为消息队列。
使用场景: 消息通知。例如当文章更新时，将更新后的文章推送到ES，用户就能搜索到最新的文章数据。
List数据结构Quicklist：Quicklist由一个双向链表和listpack实现。
3. 计数
一个用户有多项计数需求，可通过hash结构存储。
Hash数据结构dict
rehash: rehash操作是将htl0]中的数据全部迁移到ht[1]中。数据量小的场景下直接将数据从htlo]拷贝到ht[1]速度是较快的。数据量大的场景，例如存有上百万的KV时，迁移过程将会明显阻塞用户请求。
渐进式rehash: 为避免出现这种情况，使用了rehash方案。基本原理就是，每次用户访问时都会迁移少量数据。将整个迁移过程，平摊到所有的访问用不请求过程中。
4. 排行榜
积分变化时，排名要实时变更。
结合dict后，可实现通过key操作跳表的功能。
zset数据结构：zskiplist
5. 限流
要求1秒内放行的请求为N，超过N则禁止访问。
Key: comment freq_limit 1671356046
对这个Key调用incr， 超过限制N则禁止访问1671356046 是当前时间戳。
6. 分布式锁
并发场景，要求一次只能有一个协程执行执行完成后，其它等待中的协程才能执行。
可以使用redis的setnx实现，利用了两个特性：
- Redis是单线程执行命令
- setnx只有未设置过才能执行成功
三、Redis使用注意事项
大Key、热Key
大Key定义
- String类型：value的字节数大于10KB即为大key
- Hash/Set/Zset/list等复杂数据结构类型：元素个数大于5000个或总value字节数大于10MB即为大key
大Key危害
- 读取成本高
- 容易导致慢查询（过期、删除）
- 主从复制异常，服务阻塞，无法正常响应请求
消除大Key的方法
1. 拆分
将大key拆分为小key。例如一个string拆分成多个String
2. 压缩
将value压缩后写入redis，读取时解压后再使用。压缩算法可以是gzip、snappy、Iz4等。通常情况下，一个压缩算法压缩率高、则解压耗时就长。需要对实际数据进行测试后，选择一个合适的算法。如果存储的是JSON字符串，可以考虑使用MessagePack进行序列化。
3.集合类结构hash、list、set、set
(1) 拆分: 可以用hash取余、位掩码的方式决定放在哪个key中
(2) 区分冷热: 如榜单列表场景使用zset，只缓存前10页数据，后续数据走db
