重要—01：Redis

目录

一、什么是Redis？

二、Redis如何实现高可用

三、缓存与数据库不一致问题

四、Redis持久化方式

五、6种淘汰策略

六、缓存穿透和缓存雪崩

七、Redis实现分布式锁

八、Redis.conf 配置文件详解

九、常用命令

一、什么是Redis？

Redis：C语言实现的、数据存储在内存中的、开源的、键值对（key-value）数据库软件。

1.它通过提供多种键值数据结构来适应不同场景下的存储需求，目前Redis支持的键值数据结构有：

  1. 字符串（String）类型
  2. 哈希（hash）类型
  3. 列表（list）类型
  4. 集合（set）类型
  5. 有序集合（zset）类型
  6. 位图（GEO）
  7. 基于概率的

Redis GEO：存储地理位置信息，并进行操作

Redis Stream：针对发布 / 订阅，它提供了消息的持久化 和 主从复制功能，能访问任何时刻的数据，并记住每个客户端的访问位置，保证消息不会丢失。

2.Redis的功能

  • 缓存
  • 分布式锁
  • 数据持久化
  • 消息队列

3.Redis的应用场景

  • 缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品数据等等）。（最多使用）
  • 任务队列（秒杀、抢购、买票等）
  • 应用排行榜
  • 网站访问统计
  • 数据过期处理（可以精确到毫秒）

4.Redis 和 memcached区别

  • 支持的数据类型、速度、持久化、灾难恢复

5.Jedis

  • 是Redis 官方推荐的面向Java的客户端，提供了很多操作接口。
  • redisson与Jedis区别：分布式，功能简单，不支持字符串、排序、事务、管道、分区等。

6.Spring-data-redis

  • 是Spring大家族的一部分，提供了一个高度封装的 “RedisTemplate类”，对Jedis客户端中大量的API进行了封装。

二、Redis如何实现高可用

1.搭建集群：解决单机Redis内存资源有限的问题。

2.主从复制：一个主服务器和多个从服务器，从服务器中备份着主服务器的数据。使充分利用CPU、IO资源。主服务器可以进行读写操作，当发生写操作的时候自动将数据同步到从服务器，而从服务器一般是只读的，并接收主服务器同步过来的数据，达到读写分离。

主节点写，从节点 只能读

作用：数据备份、故障恢复、负载均衡、高可用

3.哨兵机制：负责监控、提醒、自动故障转移。

4.限流降级

5.数据预热：提前统计哪些数据需要频繁使用，启动时预加载进Redis

Redis集群（Master、Slave）：最少 一主二从，默认情况下，每台Redis都是主节点。一般情况只配置从机（认老大）。

  • 全量复制：重新连接到主机，同步操作 进行全量复制。
  • 增量复制：都启动着，从机是增量复制

哨兵模式：自动选举 主节点

哨兵配置文件 —— sentinel.conf

三、缓存与数据库不一致问题

  • 先删除 Redis，再写 MySQL，再删除 Redis（可重试）。
  • 先更新数据库，再删除缓存。
  • 并发场景下，可以将删除缓存、修改数据库、读取缓存等操作放到队列中，实现串行化操作。

四、Redis持久化方式

持久化：就是把内存的数据写到磁盘中去，防止服务器宕机导致数据丢失。

Redis提供的两种持久化方式：

Redis服务器默认开启RDB，关闭AOF；如果AOF开启，优先使用AOF

  1. RDB：默认，指定时间间隔对数据快照存储。
  2. AOF：每收到一个写命令都通过write函数追加到文件。将所有 写的操作命令 都记录下来，文件不断追加、文件会越来越大

RDB持久化：
1、触发机制
（1）满足 save条件。  save 60 1 ：当时间到60秒时，如果redis发生了至少1次变化，则执行bgsave。

        save命令会阻塞Redis服务器进程。
        bgsave命令只有执行fork操作创建子进程会阻塞一会儿，子进程来负责创建RDB文件。
（2）执行 flushall 命令
（3）正常关机退出
都会自动生成一个dump.rdb
2、如何恢复rdb文件
把rdb文件 放到Redis启动目录，启动的时候就会恢复数据
config get  dir        //获取启动目录

五、6种淘汰策略

redis默认的内存淘汰策略是noeviction，内存不足时，写入直接报错

  • volatile-lru：从设置了过期时间的数据集中，选择 最近最少使用的 数据释放；
  • allkeys-lru：从数据集中(包括设置过期时间以及未设置过期时间的数据集中)，选择 最近最少使用的 数据释放；
  • volatile-lfu：从设置了过期时间的数据集中，选择 访问频率最少 的数据进行淘汰
  • allkeys-lfu：从所有数据中选取 访问频率最少 的数据进行淘汰；
  • volatile-random：从设置了过期时间的数据集中，随机选择一个数据进行释放；
  • allkeys-random：从所有数据中 随机选择 一个数据进行入释放；
  • volatile-ttl：从设置了过期时间的数据集中，选择 马上就要过期的 数据进行释放操作；
  • noeviction：不删除任意数据(但redis还会根据引用计数器进行释放)，这时如果内存不够时，会直接返回错误。

相关算法实现：

（1）缓存过期淘汰算法：使用 HashMap 或者 concurrentHashMap实现。

（2）LRU算法 最近最少使用的 实现：按访问时间；继承LinkedHashMap = HashMap + 双向链表。重写removeEldestEntry（）方法。

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {public LRUCache(int initialCapacity, float loadFactor) {//accessOrder为true，表示双向链表中的元素按照访问的先后顺序排列super(initialCapacity, loadFactor, true);}@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {return size() > initialCapacity * loadFactor;}
}

LFU算法 访问频率最少 实现：访问次数+访问时间；缓存对象里加个 访问次数字段，重写个compareTo方法。

六、缓存穿透和缓存雪崩

缓存穿透：大量查不到（布隆过滤器、设置空对象）
缓存击穿：量太大、缓存过期（设置热点数据永不过期、加分布式锁）
缓存雪崩：Redis宕机、缓存集体失效（Redis高可用）

七、Redis实现分布式锁

八、Redis.conf 配置文件详解

经常修改 端口、pid 名字、log 文件名、dump.rdb 名

  1. 网络：绑定的IP、端口设置、保护模式
  2. 通用：设置以守护进程方式后台运行、指定pid文件、日志级别、日志文件名、默认数据库数量16、是否显示logo
  3. 快照（持久化）：Redis 是内存数据库，不持久化到磁盘 那么断电数据就会丢失。设置持久化条件（指定时间间隔）、是否压缩rdb文件、rdb文件保存的目录  （dump.rdb、 appendonly.aof）
  4. 主从复制
  5. 安全：设置密码
  6. 客户端限制：设置能连上Redis的最大客户端数量、配置最大内存、内存满了的处理策略（清理策略）
  7. AOF配置：默认使用rdb方式持久化、不开启aof模式，在大部分情况下rdb 完全够用。持久化文件名、同步 设置

九、常用命令

命令：
（1）ping
（2）config get requirepass
（3）config set requirepass "密码"
（4）auth  密码（5）config get dir		    //获取启动目录
（6）save / bgsave          //会在Redis安装目录生成 dump.rdb文件，即备份文件。//后台创建备份文件
（7）redis-benchmark -n 1000 -q     //同时执行1000个请求来检测性能（-c: 指定并发连接数）（8）info replication        //查看当前主机信息（角色、从机数量）
（9）SLAVEOF IP 端口         //给从机配置主节点，关机失效。最好在配置文件配置
（10）SLAVEOF no one         //主节点宕机，让自己变成主节点（11）publish / subscribe    //发布订阅

dbfilename dump.rdb                    //配置RDB文件名
appendonly yes                            //开启AOF（持久化的主流方式，实时性更好）
appendfilename "appendonly.aof"            //配置AOF文件名称

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