1.redis概述

1.1 redis简介

Redis(Remote Dictionary Server，远程字典服务)，是一个使用 C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、NoSQL开源内存数据库。

1.1.1 NoSQL

NoSQL（“non-relational”， “Not Only SQL”），非关系型数据库。随着 web2.0 的兴起，传统的关系数据库在处理 web2.0 网站，特别是超大规模和高并发的 SNS 类型 的 web2.0 纯动态网站显得力不从心，出现了很多难以克服的问题，而非关系型数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL 数据库的产生就是为了解决大规模数据集和多重数据种类带来的挑战。

redis就是典型的键值存储数据库

1.2 Redis用途

Redis 在生产中使用最多的场景就是做数据缓存。即客户端从 DBMS 中查询出的数据首先写入到 Redis，后续无论哪个客户端再需要访问该数据，直接读取 Redis 中的即可，不仅减小了 RT，而且降低了 DBMS 的压力。
根据 Redis 缓存的数据与 DBMS 中数据的同步性划分，可划分为两类：

• 实时同步缓存：DBMS数据更新后，Redis 缓存中的存放的相关数据会被立即清除，以促使再有对该数据的访问请求到来时，必须先从 DBMS 中查询获取到最新数据，再写入到 Redis。
• 阶段性同步缓存：Redis中的数据允许在一段时间(缓存数据的过期时间)内与 DBMS 中的数据不完全一致。

1.3 redis特性

• 性能极高：Redis 读的速度可以达到 11w 次/s，写的速度可以达到 8w 次/s。之所以具有这么高的性能，因为以下几点原因：
  • Redis 的所有操作都是在内存中发生的。
  • Redis 是用 C 语言开发的。
  • Redis 源码非常精细。
• 简单稳定：Redis 源码很少。早期版本只有 2w 行左右。3.0 版本开始，增加了集群功能，变为了 5w 行左右。
• 持久化：Redis 内存中的数据可以进行持久化，其有两种方式：RDB 与 AOF。
• 高可用集群：Redis 提供了高可用的主从集群功能，可以确保系统的安全性。
• 丰富的数据类型：Redis 是一个 key-value 存储系统。支持存储的 value 类型很多，包括 String(字符串)、List(链表)、Set(集合)、Zset(sorted set --有序集合)和 Hash（哈希类型）等，还有 BitMap、HyperLogLog、Geospatial 类型。
• 强大的功能：Redis 提供了数据过期功能、发布/订阅功能、简单事务功能，还支持 Lua 脚本扩展功能。
• 客户端语言广泛：Redis提供了简单的 TCP 通信协议，编程语言可以方便地的接入 Redis。
• 支持 ACL 权限控制：之前的权限控制非常笨拙。从 Redis6 开始引入了 ACL 模块，可以为不同用户定制不同的用户权限。
  • ACL，Access Control List，访问控制列表，是一种细粒度的权限管理策略，可以针对任意用户与组进行权限控制。目前大多数 Unix 系统与 Linux 2.6 版本已经支持 ACL 了。
  • Unix 与 Linux 系统默认使用是 UGO（User、Group、Other）权限控制策略，其是一种粗粒度的权限管理策略。
• 支持多线程 IO 模型：Redis 之前版本采用的是单线程模型，从 6.0 版本开始支持了多线程模型。

1.4 redis IO模型

1.4.1 单线程模型

对于 Redis 3.0 及其以前版本，Redis 的 IO 模型采用的是纯粹的单线程模型。即所有客户端的请求全部由一个线程处理。 Redis 的单线程模型采用了多路复用技术。

对于多路复用器的多路选择算法常见的有三种：select 模型、poll 模型、epoll 模型。

• poll 模型的选择算法：轮询算法。该模型对客户端的就绪处理是有延迟的。
• epoll 模型的选择算法：回调方式。根据就绪事件发生后的处理方式的不同，又可分为 LT 模型与 ET 模型。

客户端若要向 Redis 提交请求，需要建立 socket 连接，并向事件分发器注册一个事件。一旦该事件发生就表明该连接已经就绪。而一旦连接就绪，事件分发器就会感知到，然后获取客户端通过该连接发送的请求，并将由该事件分发器所绑定的这个唯一的线程来处理。如果该线程还在处理多个任务，则将该任务写入到任务队列等待线程处理。 之所以称为事件分发器，是因为它会根据不同的就绪事件，将任务交由不同的事件处理器去处理。

1.4.2 混合线程模型

从 Redis 4.0 版本开始，Redis 开始加入多线程元素。处理客户端请求的仍是单线程模型，但对于一些比较耗时但又不影响对客户端的响应的操作，就由后台其它线程来处理。

1.4.3 多线程模型

Redis 6.0 版本，才是真正意义上的多线程模型。因为其对于客户端请求的处理采用的是多线程模型。 多线程 IO 模型中的多线程仅用于接受、解析客户端的请求，然后将解析出的请求写入任务队列。而具体任务的处理，仍是由主线程处理。这样做使得用户无需考虑线程安全问题和事务控制。

1.4.4 优缺点

单线程模型

• 优点：可维护性高，性能高。不存在并发读写情况，所以也就不存在执行顺序的不确定性，不存在线程切换开销，不存在死锁问题，不存在为了数据安全而进行的加锁/解锁开销。
• 缺点：性能会受到影响，且由于单线程只能使用一个处理器，所以会形成处理器浪费。 多线程模型
• 优点：其结合了多线程与单线程的优点，避开了它们的所有不足
• 缺点：该模型没有显示不足。如果非要找其不足的话就是，其并非是一个真正意义上的 “多线程”，因为真正处理“任务”的线程仍是单线程。所以，其对性能也是有些影响的。