1.Redis是什么
Redis是互联网技术领域使用最为广泛的存储中间件,它是Remote Dictionary Service的首字母缩写,也就是远程字典服务。
2.Redis的用途?
2.1 计数器
2.2 缓存
2.3 分布式锁
2.4 消息中间件
3.Redis的数据类型
3.1 string(字符串)
Redis的字符串是动态字符串,是可以修改的字符串,采用预分配冗余空间的方式 来减少内存的频繁分配。当字符串长度小于1M时,扩容都是加倍扩容,当超过1M时,每次扩容时增加1M的空间【字符串最大长度为 512M】 。
基本命令: set 、 get 、 exists 、 del
批量命令: mset 、 mget
其他命令: expire 、 setex 、 setnx 、 incr 、 incrby 【自增的最大值是signed long】
3.2 list(列表)
Redis的列表相当于Java语言里面的 LinkedList ,底层是链表实现。插入和删除操作非常快,时间复杂度为 O(1),但是索引定位很慢,时间复杂度为 O(n)。当列表弹出了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除,内存被回收。
常用命令: rpush 、 lpush 、 rpop 、 lpop
查询命令: llen 、 lrange 、 lindex 、 ltirm
3.3 hash(哈希)
Redis 的字典相当于 Java 语言里面的 HashMap ,它是无序字典。内部实现结构上同 Java 的 HashMap 也是一致的,同样的数组 + 链表二维结构。当 hash 移除了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除,内存被回收
常用命令: hset 、 hget 、 hgetall 、 hlen 、 hmet
其他命令: hincr 、 hincrbu
3.4 set(集合)
Redis 的集合相当于 Java 语言里面的 HashSet ,它内部的键值对是无序的唯一的。当集合中最后一个元素移除之后,数据结构自动删除,内存被回收。
常用命令: sadd 、 smembers 、 sismember 、 scard 、 spop
3.5 zset(有序集合)
Redis 的Zset 类似Java 的 SortedSet 和 HashMap 的结合体,一方面它是一个 set ,保证了内部 value 的唯一性,另一方面它可以给每个 value 赋予一个 score ,代表这个 value 的排序权 重。它的内部实现用的是一种叫着「 跳跃列表 」的数据结构。zset 中最后一个 value 被移除后,数据结构自动删除,内存被回收。
常用命令: sadd 、 smembers 、 sismember 、 scard 、 spop
3.6 公共操作
3.6.1 删除操作
del key [key …]
3.6.2 有效期
expire key second [单位] 设置key的有效期
ttl key 查看key的有效期 【-1 永久有效 -2 已失效 正整数 有效期】
已设置有效期的字符串重新set key value后有效期失效。
4.Redis数据持久方案
4.1 RDB
是一种快照式的数据存储,它会周期性的保存当前时间点Redis所有的数据到磁盘中。
当Redis需要进行快照操作时,它会fork出一个子进程,负责将快照写入磁盘,而父进程则继续处理请求。由于Redis使用了写时复制(COW)的技术,所以子进程只需要复制到父进程中发生过改变的数据页,而不是复制整个Redis进程的内存空间。因此,这个过程不会对父进程的性能造成较大的影响。
Redis会将数据集的快照dump到dump.rdb文件中。此外,我们也可以通过配置文件来修改Redis服务器dump快照的频率,在打开6379.conf文件之后,我们搜索save,可以看到下面的配置信息:
save 900 1 #在900秒(15分钟)之后,如果至少有1个key发生变化,则dump内存快照。
save 300 10 #在300秒(5分钟)之后,如果至少有10个key发生变化,则dump内存快照。
save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后,如果至少有10000个key发生变化,则dump内存快照。
优点:RDB持久化文件,速度比较快,而且存储的是一个二进制文件,传输起来很方便。
缺点:RDB无法保证数据的绝对安全,有时候就是1s也会有很大的数据丢失。
4.2 AOF
是一种追加式的存储方式,会实时的记录Redis的写操作到磁盘中。
在Redis的配置文件中存在三种同步方式,它们分别是:
appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件。
appendfsync everysec #每秒钟同步一次,该策略为AOF的缺省策略。
appendfsync no #从不同步。高效但是数据不会被持久化。
优点:AOF相对RDB更加安全,一般不会有数据的丢失或者很少。
缺点:AOF相对RDB持久化的速度更慢,存储的是一个文本文件,到了后期文件会比较大,传输困难。
官方推荐同时开启AOF和RDB。
5.Redis集群模式
5.1 Codis
Codis是基于Redis Cluster的代理工具,可以通过代理实现数据的分片和负载均衡。Codis具有配置简单、扩展性好等特点。
5.2 Redis Sentinel
Redis Sentinel是Redis官方提供的高可用方案,可以通过自动故障检测、自动主从切换等功能,实现Redis的高可用。
5.3 Redisson
Redisson是一个开源的Redis客户端,支持分布式锁、分布式集合、分布式对象等功能,可以将多个Redis实例组成一个集群来提供高并发服务。
5.4 Twemproxy
Twemproxy是一个代理工具,支持多个Redis实例之间的分片和负载均衡,可以通过配置实现数据的分片和负载均衡
6.RedisAP模式
6.1 高可用性
Redis在分布式模式下采用AP模型,可以在节点故障的情况下,保证整个系统的高可用性,不会影响用户使用和数据的完整性。Redis采用主从复制和哨兵模式来保证系统在节点故障时的高可用性。
6.2 数据一致性
Redis为了保证数据一致性,对于主从复制中的主节点和从节点进行数据同步,采用异步复制方式,保证了高性能。Redis同时采用哨兵模式,负责监控所有的Redis节点,一旦某个节点故障,哨兵会自动发现新的主节点,保证数据的一致性和可用性。
6.3 高扩展性
Redis采用AP模型,可以实现分布式的节点扩展,保证系统的高扩展性。Redis的节点之间采用无中心化的结构,各个节点之间相互独立,通过分片的方式来进行数据存储与同步,简单易上手,非常容易实现扩展。