Redis技术分享

我不是女神ヾ 2022-05-28 00:52 340阅读 0赞

# 前言 #

以前做过一个有关redis的技术分享，这里将之前分享的内容做了抽减，来大概的介绍一下redis，以帮助快速入门，对redis有个概要性的了解，不会做深入的介绍。本文中代码由于是直接用以前PPT上的截图，所以没有贴源码，请谅解。

本文内容如有错误的地方，欢迎指正。

# Redis是什么？ #

Redis是完全开源免费、遵守BSD协议的一个高性能的key-value数据库。

据官方统计数据：redis读 110000次/秒，写 81000次/秒。

目前已经有很多公司都在用redis，下面举几个例子：

![70][]![70 1][]![70 2][]

![70 3][]![70 4][]

# Redis的基本数据结构 #

Redis作为一个nosql数据库，支持五种基本的数据结构，可谓是相当丰富，能满足大部分使用场景。如下所示：

![70 5][]

虽然说redis是nosql数据库，但是实际业务场景中，我们也可以用redis实现关系型表结构，这都跟上面的五种基本数据结构是分不开的。当然，这里只针对每种数据结构的底层做了提点，并没有去深入探究；redis的底层是用C/C++实现的，足以体现其高性能；在使用中，redis其实还对其底层结构做了一次封装，封装厂特有的对象，以便于上层的操作。感兴趣的可以去浏览一下redis的源码：[https://github.com/antirez/redis][https_github.com_antirez_redis]

# 安全与性能 #

## 持久化 ##

Redis支持两种持久化方式：AOF 和 RDB（SNAPSHOTTING）。

RDB持久化也俗称快照，是将redis数据库中某一时刻的数据写入硬盘，存一个副本，然后在数据库数据丢失后，执行这个快照文件即可恢复数据。RDB的核心配置如下：

save 60 1000  //60秒内有1000次更改操作则进行save
    stop-writes-on-bgsave-error no //save的过程中出错是否停止
    rdbcompress yes //是否对保存的文件进行压缩
    dbfilename dump.rdb //定义生成的文件名

AOF持久化是将操作命令追加到aof文件的末尾，以此来达到数据备份，即数据库崩溃时，可以重新执行这个文件，来尽可能的恢复数据。AOF的核心配置如下：

appendonly yes  //是否追加
    appendfsync everysec / always / no  //追加方式：每秒写入并完成磁盘同步、总是写入并完成磁盘同步、写入不完成磁盘同步
    no-appendfsync-on-rewrite no //当磁盘同步时是否进行对文件进行写入操作
    auto-aof-rewrite-percentage 100 //设置当前文件夹的大小是上一次rewrite操作时文件的一倍时（即增长了100%）执行rewrite操作
    auto-aof-rewrite-min-size 64m //设置文件到达一定大小后才执行rewrite操作

下面来对RDB和AOF两种持久化方式做一个对比：

![70 6][]

在实际应用中，基本上都是两种方式结合使用，这样能互相弥补缺点，尽量保证当出现数据丢失时达到最小。

## 事务 ##

Redis的事务保证是通过WATCH、MULTI、EXEC、UNWATCH、DISCARD几个命令。下面给出一段代码（买卖关系）展示，主要讲几个命令综合起来运用，来探究redis事务。

这段代码很简单，当前，前提弄懂了这个几个命令的意思就更容易看懂了。

![70 7][]

当然也可以通过非事务流水线来达到事务效果，即要么全部执行，要么全部不执行。非事务流水线应用也是很广的，下面贴出一段代码：也是通过MULTI和EXEC命令包裹执行的

![70 8][]

# 集群 #

注：集群的两张图时参考其他资料借用而来的，由于看资料是很久以前，以不记得参考的资料的链接地址，故此未能贴出。

![70 9][]

（1）所有的redis节点彼此互联，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽；

（2）节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效；

（3）客户端与redis节点直连，不需要中间proxy，客户端不需要连接集群所有节点，连接集群中任何一个节点即可。

（4）redis-cluster把所有的物理节点映射到\[0-16383\]slot上（哈希槽，由cluster负责维护）

![70 10][]

单个节点挂掉的情况：

所有master参与，如果半数以上master节点与其中一个master节点通信超时认为当前master节点挂掉。

整个集群不可用情况:

（1）如果集群任意master挂掉，且当前master没有slave，集群进入fail状态，也可以理解成集群的slot映射\[0- 16383\]不完整时进入fail状态；

（2）如果集群超过半数以上的master挂掉，无论是否有slave集群进入fail状态。

当然在实际业务场景中，运用redis集群并不是上诉这么简单，基本上都是要加中间件以及代理，网上已有很多大佬对此提出了方案。

# Redis特性 #

##      原子性 ##

原子性大致就一句话，要么全部执行，要么全都不执行。Redis的原子性体现在：

（1）Redis的所有操作都是原子性的；

（2）Redis支持几个操作的原子性执行 \[ MULTI和EXEC命令包裹的操作\]。

## 键的过期时间设定 ##

EXPIRE key-name seconds	设置多长时间后过期
    conn.expire("key",100);
    
    EXPIREAT key-name timestamp   设置某个特定的UNIX时间戳之后键过期
    conn.expireAt("key",1508084022);
    
    PTTL  key-name		查看距过期时间还剩多少秒
    conn.pttl("key");
    
    PERSIST key-name		移除过期时间
    conn.persist("key");

## 发布与订阅 ##

![70 11][]![70 12][]

发布与订阅
    SUBSCRIBE channel [channel …]		订阅频道
    UNSUBSCRIBE channel [channel …]	退订频道
    PUBLISH channel message		向给频道发送消息
    PSUBSCRIBE pattern [pattern]		订阅与给定模式相匹配的所有频道
    PUNSUBSCRIBE pattern [pattern …]	退订给定的模式

# 应用场景 #

## String（可存储字符串、整数、浮点数） ##

（1）原子计数器 \[比如网站的点击量\]；

（2）要对单个元素设置过期时间的情况下，只能使用String结构，不能使用哈希，因为hash的key不是redis的key；

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（3）字符串 \[串的追加、获取子串\]

（4）二进制串的操作 \[统计1的个数、按位操作等\]

## Hash ##

Hash可用于结构化存储，如下所示：

![20180327222834100][]

## List ##

redis的list并不是传统上的list，它类似与双端队列or双向链表。举一些常见的例子：

（1）最近联系人、最新评论、最新日志；

（2）消息队列；

（3）微博的时间线 \[此方式也可用有序集合实现\]；

![20180327223341605][]

## Set ##

这个结构的使用由于其结构的特性也很常见，比如：微博的共同关注、QQ的共同好友都可以用这种方式实现。

![2018032722353611][]

## ZSet ##

此数据结构的特性是：带有权重、有序性。因此，可以用来做排行榜相关业务场景（比如投票、微博的热搜）。又因为其权重的特性（权重一样时，按值来排序），可以用来做英文的自动补全。

![20180327223928719][]

##      总结 ##

Redis的基本数据结构有丰富的特性，可以在很多业务场景中使用，上面只是做一下提点，更多的需要我们在实际业务中思考去选择。笔者就喜欢用redis去解决实现一些业务场景，并且更喜欢用ZSet结构，这个结构很有魔性。

实际业务中，Redis觉大多数情况下都是用做缓存，且在缓存这方面，是可以完全替代Memcache的。

# 推荐资料 #

#      #

阿里开源  ApsaraCache  ：[https://github.com/alibaba/ApsaraCache][https_github.com_alibaba_ApsaraCache]

资料链接

[https://redis.io/][https_redis.io]  
    [https://redis.io/commands][https_redis.io_commands]  
   [ https://redis.io/documentation][https_redis.io_documentation]  
    [https://github.com/huangz1990/redis-3.0-annotated][https_github.com_huangz1990_redis-3.0-annotated]  
    [http://www.redis.cn][http_www.redis.cn]

推荐如下两本书：

![70 13][]![70 14][]

[70]: https://img-blog.csdn.net/20180326222253125?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODUxNTAz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 1]: https://img-blog.csdn.net/20180326222411684?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODUxNTAz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 2]: /images/20220528/ec8f9daeb11145529e46c5ce20247c11.png
[70 3]: https://img-blog.csdn.net/20180326222432306?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODUxNTAz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 4]: /images/20220528/ec62a679ac8e4c0994a489db850f2212.png
[70 5]: /images/20220528/779fb60db44a475086707a76474d5ea9.png
[https_github.com_antirez_redis]: https://github.com/antirez/redis
[70 6]: /images/20220528/14700a462252462d84a4b3b290d1d2f5.png
[70 7]: /images/20220528/22f211f41b484e80a3e9bd07fe183a8a.png
[70 8]: /images/20220528/bbd3f3bc5c4e421faab632cb410ca9ae.png
[70 9]: /images/20220528/832d93dea2bc445b90434b8cada257a1.png
[70 10]: /images/20220528/075e0aae600c4b5eb8af4ffdc64e8b3b.png
[70 11]: https://img-blog.csdn.net/20180327221148414?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODUxNTAz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 12]: /images/20220528/e75782072c1440698d2d93cebcf6536c.png
[2018032722270430]: /images/20220528/f03867ae0181454797818df3f5e5c46e.png
[20180327222834100]: /images/20220528/220d641d3bad4e12a08e1baa58b32320.png
[20180327223341605]: /images/20220528/9262a0c956e24b99acc1e83070f83465.png
[2018032722353611]: /images/20220528/475cbdd21e4e48ceb189f797fb37ad7f.png
[20180327223928719]: /images/20220528/5ea1439a7bf0438bacc1bcf3528bc3fd.png
[https_github.com_alibaba_ApsaraCache]: https://github.com/alibaba/ApsaraCache
[https_redis.io]: https://redis.io/
[https_redis.io_commands]: https://redis.io/commands
[https_redis.io_documentation]: https://redis.io/documentation
[https_github.com_huangz1990_redis-3.0-annotated]: https://github.com/huangz1990/redis-3.0-annotated
[http_www.redis.cn]: http://www.redis.cn
[70 13]: https://img-blog.csdn.net/20180327224630381?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODUxNTAz/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
[70 14]: /images/20220528/35042ff8dfb941d4b592fc6d350dada5.png