Redis的介绍

发表时间:2017-07-19 21:46:21 浏览量( 29 ) 留言数( 0 )

学习目标:

1、了解Redis的基本知识

2、了解Redis的使用场景


学习过程:

一、Redis的简介

    大家可以看一下Redis的官网的介绍

    https://redis.io/

    Redis 是一个开源(BSD许可)的,使用ANSI C语言编写,并提供多种语言的API。从2010年3月15日起,Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始,Redis的开发由Pivotal赞助。redis是一个基于内存数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件. 支持多种类型,如字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets) 与范围查询, bitmaps, hyperloglogs 和 地理空间(geospatial) 索引半径查询。Redis 内置了复制(replication), LUA脚本(Lua scripting), LRU驱动事件(LRU eviction), 事务(transactions) 和不同级别的 磁盘持久化(persistence), 并通过 Redis哨兵(Sentinel) 和自动分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。

    你可以对这些类型执行原子操作,列如: 字符串(strings)的append 命令; 散列(hashes)的hincrby命令; 列表(lists)的lpush命令; 集合(sets)计算交集sinter命令, 计算并集union命令 和 计算差集sdiff命令; 或者在有序集合(sorted sets)里面获取成员的最高排名zrangebyscore命令.

    为了实现其卓越的性能, Redis 采用运行在内存中的数据集工作方式. 根据您的使用情况, 您可以每隔一定时间将数据集导出到磁盘 , 或者追加到命令日志中. 您也可以关闭持久化功能,将Redis作为一个高效的网络的缓存数据功能使用.

    Redis 同样支持主从复制(能自动重连和网络断开时自动重新同步),并且第一次同步是快速的非阻塞式的同步.

   其他功能包括:事务(Transactions)、订阅分发(Pub/Sub)、LUA脚本(Lua scripting)、过期自动删除key、内存回收、自动故障转移

   您可以使用 大多数的编程语言 来使用Redis.

   Redis 使用 ANSI C 编写并且能在绝大Linux系统上运行,基于BSD协议,对OS X没有外部依赖. 我们支持Linux 和 OS X两种系统的开发和测试,我们推荐使用Linux部署. Redis 可以像SmartOS一样运行在Solaris系统中, 但是我们会最大力度的支持它. 官方不支持Windos版本的Redis,但微软开发和维护着支持win-64 的Redis版本。

   后面的学校我们主要还是会使用Linux来学习的,当然window也会介绍一下安装。


二、Redis优缺点

 1、redis的主要优点

   (1)、性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

   (2)、丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

   (3)、原子 – Redis的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过MULTI和EXEC指令包起来。

   (4)、丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

 2、Redis与其他key-value存储有什么不同?

    Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作,这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明,无需进行额外的抽象。

   Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘,所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存,因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是,相比在磁盘上相同的复杂的数据结构,在内存中操作起来非常简单,这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时,在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的,因为他们并不需要进行随机访问。

Memcache与Redis的区别都有哪些?

(1)、存储方式

Memecache把数据全部存在内存之中,断电后会挂掉,数据不能超过内存大小。

Redis有部份存在硬盘上,这样能保证数据的持久性。

(2)、数据支持类型

Memcache对数据类型支持相对简单。

Redis有复杂的数据类型。

(3)、使用底层模型不同

它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。

Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求。

(4)value大小

redis最大可以达到1GB,而memcache只有1MB


3. redis常见性能问题和解决方案:

(1) Master最好不要做任何持久化工作,如RDB内存快照和AOF日志文件

(2) 如果数据比较重要,某个Slave开启AOF备份数据,策略设置为每秒同步一次

(3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master和Slave最好在同一个局域网内

(4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5) 主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

这样的结构方便解决单点故障问题,实现Slave对Master的替换。如果Master挂了,可以立刻启用Slave1做Master,其他不变。

4. MySQL里有2000w数据,redis中只存20w的数据,如何保证redis中的数据都是热点数据

 相关知识:redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会施行数据淘汰策略。redis 提供 6种数据淘汰策略:

voltile-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


5. Redis 常见的性能问题都有哪些?如何解决?

1).Master写内存快照,save命令调度rdbSave函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是非常大的,会间断性暂停服务,所以Master最好不要写内存快照。

2).Master AOF持久化,如果不重写AOF文件,这个持久化方式对性能的影响是最小的,但是AOF文件会不断增大,AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。Master最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和AOF日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化,如果数据比较关键,某个Slave开启AOF备份数据,策略为每秒同步一次。

3).Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件,AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源,导致服务load过高,出现短暂服务暂停现象。

4). Redis主从复制的性能问题,为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave和Master最好在同一个局域网内


三、redis 最适合的场景

    Redis最适合所有数据in-momory的场景,虽然Redis也提供持久化功能,但实际更多的是一个disk-backed的功能,跟传统意义上的持久化有比较大的差别,那么可能大家就会有疑问,似乎Redis更像一个加强版的Memcached,那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?

1、会话缓存(Session Cache)

    最常用的一种使用Redis的情景是会话缓存(session cache)。用Redis缓存会话比其他存储(如Memcached)的优势在于:Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时,如果用户的购物车信息全部丢失,大部分人都会不高兴的,现在,他们还会这样吗?

    幸运的是,随着 Redis 这些年的改进,很容易找到怎么恰当的使用Redis来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento也提供Redis的插件。

2、全页缓存(FPC)

    除基本的会话token之外,Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题,即使重启了Redis实例,因为有磁盘的持久化,用户也不会看到页面加载速度的下降,这是一个极大改进,类似PHP本地FPC。再次以Magento为例,Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端。

    此外,对WordPress的用户来说,Pantheon有一个非常好的插件  wp-redis,这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。

3、队列

    Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作,这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作,就类似于本地程序语言(如Python)对 list 的 push/pop 操作。

    如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”,你马上就能找到大量的开源项目,这些项目的目的就是利用Redis创建非常好的后端工具,以满足各种队列需求。例如,Celery有一个后台就是使用Redis作为broker,你可以从这里去查看。

4,排行榜/计数器

    Redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单,Redis只是正好提供了这两种数据结构。所以,我们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–我们称之为“user_scores”,我们只需要像下面一样执行即可:

当然,这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数,你需要这样执行:

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一个很好的例子,用Ruby实现的,它的排行榜就是使用Redis来存储数据的,你可以在这里看到。

5、发布/订阅

    最后(但肯定不是最不重要的)是Redis的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用,还可作为基于发布/订阅的脚本触发器,甚至用Redis的发布/订阅功能来建立聊天系统!(不,这是真的,你可以去核实)。