Redis

lento
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redis是一种基于内存的数据库，读写速度快，常用于缓存、消息队列等场景。 remote dictonary service，远程字典服务器 使用c语言进行编写的

Redis的特性

  1. 支持持久化，RDB、AOF
  2. 支持丰富的数据类型，string、list、hash、set、zset
  3. 支持数据的备份，也就是主从复制

Redis的优点

  1. 性能极高，操作redis就是操作内存、单线程避免了多线程之间的竞争、采用IO多路复用机制，用一个线程监听多个socket。
  2. 具备高并发，QPS可以轻松破10w
  3. 原子操作，执行命令由单线程负责，不存在并发竞争问题
  4. 丰富的特性

Redis的基本命令

select indesx

获取子串命令 getrange key strat end

设置子串 setrange key offset newvalue

累加的命令

Redis的数据类型

image.png string：缓存对象、常规计数。 使用SDS（简单动态字符串）进行实现

  1. SDS是二进制安全的，可以包含任何数据（图片、音频、视频），包括空字符‘\0’，根据len属性值而不是空字符来判断字符串是否结束。
  2. SDS获取字符串长度的时间复杂度为O(1)
  3. SDS拼接字符串不会导致缓冲区溢出，会进行检查并在不足时进行扩容

list：消息队列

  1. 如果元素个数小于512个，每个元素值小于64字节，会使用压缩列表作为底层数据结构
  2. 否则使用双向链表作为底层数据结构
  3. 3.2版本之后使用quicklist来实现

hash：缓存对象、购物车

  1. 如果元素个数小于512个，每个元素值小于64字节，会使用压缩列表作为底层数据结构
  2. 否则使用哈希表作为底层数据结构
  3. 7.0版本后，使用listpack数据结构来实现

set：聚合计算场景，点赞、共同关注、抽奖活动

  1. 如果元素个数小于512个，每个元素值小于64字节，会使用整数集合作为底层数据结构
  2. 否则使用哈希表作为底层数据结构

zset：排序场景，排行榜、电话、姓名排序

  1. 如果元素个数小于128个，每个元素值小于64字节，会使用压缩列表作为底层数据结构
  2. 否则使用跳表作为底层数据结构
  3. 7.0版本后采用listpack数据结构来实现

持久化

定义 redis的读写操作都是在内存中，所以redis的性能才会高，但当redis重启后，内存中的数据就会丢失，未来保证内存中的数据不会丢失，redis就实现了数据持久化，把数据存储到磁盘。

RDB持久化 RDB 快照就是记录某一个瞬间的内存数据，记录的是实际数据

优点

  1. 适合大规模数据的恢复，恢复速率比较快
  2. 数据的完整性和一致性不高，可以使用RDB
  3. 数据恢复的文件是二进制的

缺点：

  1. 数据完整性和一致性不高，有可能丢失更多的数据
  2. 采用子进程的形式

AOF持久化 Redis 在执行完一条写操作命令后，就会把该命令以追加的方式写入到一个文件里，然后 Redis 重启时，会读取该文件记录的命令，然后逐一执行命令的方式来进行数据恢复。

优点 数据的完整性与一致性更高

缺点 数据的恢复速率比较慢，导致文件的大小比较大

该如何选择持久化的方式？

  1. 数据恢复速率快选择RDB，如果比较完整选择AOF
  2. 两种持久化的方式是可以同时使用的

单独使用任何一种持久化的方式都可以启动服务器，如果AOF持久化的方式是唯一的持久化方式，并且AOF文件损坏了，那么服务器是无法启动的。

Redis集群

主从赋值 是Redis高可用服务的最基本的保证，实现方案就是将从前的一台Redis服务器，同步数据到多台从Redis服务器上，且主从服务器之间采用的是读写分离的方式。 主服务器可以进行读写操作，当发生写操作时自动将写操作同步给从服务器，而且从服务器一般只是只读，并且接收主服务器同步过来的写操作命令，然后执行这条命令。

哨兵模式 哨兵模式可以监控主从服务器，并且提供主从节点故障转移的功能。

切片集群模式 当Redis缓存数据量达到一台服务器无法缓存时，就需要使用切片集群，将数据分布在不同的服务器上，来降低系统对单节点的依赖，从而提高redis服务器的读写性能。

Redis过期删除与内存淘汰

过期删除 redis可以对key设置过期时间，因此需要有对应的机制来将已过期的键值对删除。

删除策略：惰性删除+定期删除

  1. 惰性删除：不主动删除过期键，每次从数据库访问 key 时，都检测 key 是否过期，如果过期则删除该 key。
  2. 定期删除：每隔一段时间「随机」从数据库中取出一定数量的 key 进行检查，并删除其中的过期key。

内存淘汰 当redis的运行内存达到了某个阈值时，就会触发内存淘汰机制。

  1. 不进行数据淘汰的策略
    1. noeviction，不淘汰任何数据，直接返回错误
  2. 进行数据淘汰的策略
    1. 范围：设置了过期时间内的数据
      1. volatile-random，随机淘汰设置了过期时间的任意键值
      2. volatile-ttl，优先淘汰更早过期的键值
      3. volatile-lru，淘汰所有设置过期时间的键值中，最久未使用的键值
      4. volatile-lfu，淘汰所有设置过期时间的键值中，最少使用的键值
    2. 范围：所有数据
      1. allkeys-random，随机淘汰任意键值
      2. allkeys-lru，淘汰整个键值中最久未使用的键值
      3. allkeys-lfu，淘汰整个键值中最少使用的键值
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