1.什么是redis?
redis是一个基于内存的高性能key-value数据库
2.redis基本数据类型及应用场景
支持多种数据类型:
string(字符串)
String数据结构是简单的key-value类型,value其实不仅可以是String,也可以是数字。
常规key-value缓存应用;
list(列表)
list就是链表,略有数据结构知识的人都应该能理解其结构。使用Lists结构,我们可以轻松地实现最新消息排行等功能。List的另一个应用就是消息队列,可以利用List的PUSH操作,将任务存在List中,然后工作线程再用POP操作将任务取出进行执行。Redis还提供了操作List中某一段的api,你可以直接查询,删除List中某一段的元素。
Redis的list是每个子元素都是String类型的双向链表,可以通过push和pop操作从列表的头部或者尾部添加或者删除元素,这样List即可以作为栈,也可以作为队列。
消息队列系统
使用list可以构建队列系统,使用sorted set甚至可以构建有优先级的队列系统。
比如:将Redis用作日志收集器
实际上还是一个队列,多个端点将日志信息写入Redis,然后一个worker统一将所有日志写到磁盘。
hash(散列)
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象。
存储部分变更的数据,如用户信息等。
sets (集合)
set就是一个集合,集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用Redis提供的set数据结构,可以存储一些集合性的数据。set中的元素是没有顺序的。
sorted set(有序集合)
和set相比,sorted set增加了一个权重参数score,使得集合中的元素能够按score进行有序排列,比如一个存储全班同学成绩的sorted set,其集合value可以是同学的学号,而score就可以是其考试得分,这样在数据插入集合的时候,就已经进行了天然的排序。可以用sorted set来做带权重的队列,比如普通消息的score为1,重要消息的score为2,然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。
3.分布式
redis支持主从的模式。
原则:
Master会将数据同步到slave,而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会连接master来同步数据。
典型的读写分离模型。利用master来插入数据,slave提供检索服务。有效减少单个机器的并发访问数量。
读写分离模型:
通过增加Slave DB的数量,读的性能可以线性增长,为了避免Master DB的单点故障,集群一般都会采用两台Master DB 做双机热备,所以整个集群的读和写的可用性都非常高。
缺陷:
不管是Master还是Slave,每个节点都必须保存完整的数据,如果在数据量很大的情况下,集群的扩展能力是受限于单个节点的存储能力,而且对于Write-intensive类型的应用,读写分离架构并不适合。
为了解决读写分离模型的缺陷,可以将数分片模型应用进来。可以将每个节点看成都是master,然后通过业务实现数据分片。结合两种模型,可以将每个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。
4.redis优点
a.单线程,利用redis队列技术并将访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制的开销
b.redis具有快速和持久化的特征,速度快,因为数据存在内存中。
c.分布式 读写分离模式
d.支持丰富数据类型
e.支持事务,操作都是原子性,所谓原子性就是对数据的更改要么全部执行,要不全部不执行。
f.可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后自动删除
5.回收策略
从最近最少使用的数据淘汰,挑选将要过期的数据淘汰。
volatile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰
allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰
no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据
6.redis和memcache相比,有哪些优势?
a.memcache所有的值均是简单的字符串,redis支持更为丰富的数据类型
b.redis速度比memcached快很多
c.redis支持持久化
7.redis与memcache区别
a.存储方式 memcache存在内存中,redis存在硬盘中,保证数据持久化
b.数据类型 memcache对数据类型支持相对简单,redis有复杂的数据类型
c.使用底层模型不同:底层实现方式以及客户端之间通信的应用协议不一样
d.redis最大可以达到1G而memcache只有1MB
8.redis 持久化
redis提供了不同级别的持久化方式,一种是RDB,一种AOF。可以同时开启两种持久化方式, 在这种情况下, 当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整.
RDB:在指定的时间间隔能对数据进行快照存储(隔一段时间,把内存里的数据转存在硬盘里的文件)
优点:
- RDB是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点得数据集,非常适用于数据集的备份,比如您可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题您也可以根据需求恢复到不同版本的数据集.
- RDB是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心或者亚马逊的S3(可能加密),非常适用于灾难恢复.
- RDB在保存RDB文件时父进程唯一需要做的就是fork出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做,父进程不需要再做其他IO操作,所以RDB持久化方式可以最大化redis的性能.
- 与AOF相比,在恢复大的数据集的时候,RDB方式会更快一些.
缺点:
- 如果您希望在redis意外停止工作(例如电源中断)的情况下丢失的数据最少的话,那么RDB不适合您.虽然您可以配置不同的save时间点(例如每隔5分钟并且对数据集有100个写的操作),是Redis要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,您通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在Redis意外宕机,您可能会丢失几分钟的数据.
- RDB 需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致Redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求.如果数据集巨大并且CPU性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒,AOF也需要fork,但是您可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度.
redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大.
优点:
- 使用AOF 会让您的Redis更加耐久: 您可以使用不同的fsync策略:无fsync,每秒fsync,每次写的时候fsync.使用默认的每秒fsync策略,Redis的性能依然很好(fsync是由后台线程进行处理的,主线程会尽力处理客户端请求),一旦出现故障,您最多丢失1秒的数据.
- AOF文件是一个只进行追加的日志文件,所以不需要写入seek,即使由于某些原因(磁盘空间已满,写的过程中宕机等等)未执行完整的写入命令,您也也可使用redis-check-aof工具修复这些问题.
- Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时,自动地在后台对 AOF 进行重写: 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的,因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中,会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面,即使重写过程中发生停机,现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕,Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件,并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
- AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作, 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存, 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂, 对文件进行分析(parse)也很轻松。 导出(export) AOF 文件也非常简单: 举个例子, 如果您不小心执行了 FLUSHALL 命令, 但只要 AOF 文件未被重写, 那么只要停止服务器, 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令, 并重启 Redis , 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。
缺点:
- 对于相同的数据集来说,AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。
根据所使用的 fsync 策略,AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下, 每秒 fsync 的性能依然非常高, 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快, 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时,RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间(latency)。
9.Redis快照
在默认情况下, Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb的二进制文件中。您可以对 Redis 进行设置, 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时, 自动保存一次数据集。您也可以通过调用 SAVE或者 BGSAVE , 手动让 Redis 进行数据集保存操作。
比如说, 以下设置会让 Redis 在满足“ 60 秒内有至少有 1000 个键被改动”这一条件时, 自动保存一次数据集:save 60 1000
这种持久化方式被称为快照 snapshotting.
以上就是这次的全部内容!