快速了解 Redis

Redis 是什么

• Redis 是一个基于 key - value 的高性能非关系型数据库，类似的还有 Memcached ，Redis 整个数据库是在内存中进行操作，定期通过异步操作把数据 flush 到硬盘上。因为是纯内存操作，性能非常出色，每秒可以处理超过 10 万次读写操作。此外 Redis 还支持事务
• Redis 支持多种数据结构，单个 value 最大限制是 1GB，不像 Memcached 只能保存 1MB 数据，可以用他的 List 来做 FIFO（先进先出）的 双向链表，实现高性能队列服务
• Redis 的缺点主要是容易受到物理内存的限制，不能做海量数据的高性能读写

Redis 使用案例

1. 比如 A 网站首页一天有 100 万人访问，其中有一个板块为推荐新闻。要是直接从数据库查询，那么一天就要多消耗 100 万次数据库请求。使用 Redis 可以将这种热点数据存到 Redis（内存）中，要用的时候直接从内存取，极大的提高了速度和节约了服务器的开销
2. Redis 也可用于消息队列，通过 List 类型来做 FIFO（先进先出），满足实时的高并发需求。而通常在一个电商类型的数据处理过程之中，有关商品，热销，推荐排序的队列，通常存放在 Redis 之中
3. 可以使用 Redis 来做计数器，对于网站的用户其个人的粉丝数等统计，如果每次请求用户主页都要从数据库中去统计其粉丝数，则会非常影响请求速度，可以将用户的粉丝计数保存在 Redis 里面，要用的时候直接从内存取，极大的提高了速度和节约了服务器的开销

Redis 安装与操作

关于 Redis 更详细的操作，可查看菜鸟教程上的 Redis 教程：http://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

• 因本机是 Mac 系统，所以我使用 Homebrew 安装，Window 下安装直接解压缩包即可

homebrew install redis

• 运行下面命令启动 redis-server，可指定使用的配置文件，若省略则会启动默认的

redis-server redis.windows.conf 

• 打开另一个终端窗口，启动一个 redis-client 连接到 redis-server

redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379

• 设置键值对与取出键值对

set myKey abc
get myKey

Redis 数据类型描述

string（字符串）

• String 是最常用的一种数据类型，一个键最大可以存储 512M 大小的数据
• 使用场景：常规的 key-value 缓存应用，常规计数：微博数、粉丝数

hash（哈希）

• 每个 hash 可以存储 2 的 32 次方 -1 个 key-value，hash 特别适合用于存储对象

• 使用场景：存储用户信息的等

  • 比如我们要存储一个用户信息对象数据，用户 ID 为查找的 Key，存储的 value 用户对象包含姓名、年龄、生日，如果用普通的 key-value 结构来存储，则为：
  image
  • 上面方式将用户 ID 作为查找 key，把其它信息封装成一个对象以序列化方式存储，这种方式的缺点是增加了序列化的开销，并且再需要其中某一项信息时需要把整个对象取回，在修改时需要对并发进行保护。下面方式使用用户 ID + 对应属性名称作为唯一标识，省去了序列化开销和并发的问题，但用户 ID 为重复存储，如果存在大量这样的数据，内存浪费还是非常可观的
  image
  • 而 Redis 提供的 hash 很好的解决了这个问题，Key 仍然是用户 ID，value 是一个 Map，这个 Map 的 key 是成员的属性名，value 是属性值。也就是通过 key (用户ID) + field (属性标签) 就可以操作对应属性数据了，既不需要重复存储数据，也不会带来序列化和并发修改控制的问题
  image

list（列表）

• 最多可以存储 2 的 32 次方 -1 个元素，按照插入顺序排序，可以将对象添加到头部或尾部
• 使用场景：消息队列
  • list 的使用场景很多，例如 twitter 的关注列表，粉丝列表都可以使用 Redis 的 list 来实现缓存
  • list 的另一个应用就是消息队列，可将任务存在 list 中，然后工作线程再用 pop 操作将任务取出进行执行，使用 sorted set 甚至可以构成有优先级的队列系统

set（集合）

• 集合最大成员数量为 2 的 32 次方 -1
• 使用场景：共同关注、共同喜好、共同好友等功能
  • 与 list 功能类似，但不同之处在于 set 是可以自动重排的，当你需要一个列表数据，又不希望出现重复数据时 set 是一个很好的选择
  • 在微博应用中，可以将一个用户所有关注人存在一个集合中，将其所有粉丝存在一个集合中，通过 Redis 为 set 提供的交集、并集、差集等操作可以非常方便的实现如：共同关注、共同喜好、共同好友等功能

sorted set（有序集合）

• zset 与 set 一样，不同的是每个元素都会关联一个 double 类型的分数，redis 通过分数来为集合中的成员进行排序
• 使用场景：按时间、分数等排序集合列表，权重队列等
  • 它与 set 的区别是，set 不是自动有序的，而 sorted set 可以可以通过提供一个优先级（score）的参数来为成员排序，并且插入是有序的，即自动排序
  • 当你需要一个有序且不重复的集合列表时可以选择 sorted set 数据结构，比如按时间排序集合列表

HyperLogLog

• HyperLogLog 是用来做计算统计算法，它只需花费 12kb 内存就可以计算 2 的 64 次方不同的数据
• 基数为不重复的数值，如数据集 {1,3,5,5} 的基数为 {1,3,5} 3个

Redis 事务

• Redis 事务可以一次执行多个命令：
  • 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存
  • 收到 EXEC 命令之后会进入事务执行，执行中任意命令失败，其余的命令依然被执行
  • 事务执行过程，其它客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中
• 一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：
  • 开始事务
  • 命令入队
  • 执行事务
• 比如下面命令，如果 set b bbb 处失败，set a 已经成功不会回滚，set c 还会继续执行

redis 127.0.0.1:7000> multi
OK
redis 127.0.0.1:7000> set a aaa
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set b bbb
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set c ccc
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> exec
1) OK
2) OK
3) OK

• Redis 事务可以保证单个客户端的多个操作都是原子性的

相关问题

redis为什么把数据放到内存中？

• 为了达到最快速的读写数据到内存中，磁盘 I／O 速度太盘

Redis 与 虚拟内存

• 虚拟内存是一种内存管理技术，它使得程序认为它拥有一块连续的内存空间，然而这块虚假的空间是很多块拆分的内存碎片，有些甚至存储在硬盘上，在需要用时才进行数据交换
• 当 key 很小而 value 很大时，使用 VM 的效果比较好，因为这样可以节约内存

Redis 主从复制

• redis 支持主从复制，Slave 在启动时会连接到 Master 同步数据，可以实现读写分离，从 Master 插入数据，从 Slave 查询数据

redis 与 memcached 区别

• memcached 的值均为简单字符串，redis 支持丰富的数据类型
• redis 速度比 memcached 快
• redis 可以持久化数据
• redis 最大可以达到 1GB，而 memcache 只有 1MB

redis回收策略

• volatile-lru：从设置的过期时间中挑选最近最少使用的数据
• volatile-ttl：从设置的过期时间中挑选最近要过期的数据
• volatile-random：从设置的过期时间中挑选任意数据淘汰
• allkeys-lru：从数据集中挑选最少使用的数据
• allkeys-random：从数据集中挑选任意数据淘汰

redis持久化的两种方式

• 文件快照（filesnapshotting）：默认 redis 以异步线程快照形式将数据持久化到磁盘中（二进制文件dump.rdb），可以手动配置在 N 秒内，redis 发送 M 次快照到磁盘，也可以手动执行 save
• AOF(append-only)：快照方法在异常时，最近的数据就会丢失（丢失的数据根据save策略的配置），而 AOF 可以做到数据不丢失，但损失了性能，AOF 是全程持久化，redis 每执行一个修改数据的命令都会把数据写入到 aof 文件里面

Redis 适合的场景

• 缓存
• 排行榜/计数器
• 消息队列