redis簡介:
Redis 是一個基於內存的高性能key-value數據庫,每秒可以處理超過 10萬次讀寫操作,是已知綜合性能最快的Key-Value DB。Redis的出色之處不僅僅是性能,Redis最大的魅力是支持保存多種數據結構,此外單個value的最大限制是1GB,不像memcached只能保存1MB的數據,Redis的主要缺點是數據庫容量受到物理內存的限制,不能用作海量數據的高性能讀寫,因此Redis適合的場景主要侷限在較小數據量的高性能操作和運算上。
Redis支持的數據類型:
Strings Lists Sets 求交集、並集 Sorted Set hashes
Redis特性:
Redis爲了達到最快的讀寫速度將數據都讀到內存中,並通過異步的方式將數據寫入磁盤。所以redis具有快速和數據持久化的特徵。如果不將數據放在內存中,磁盤I/O速度爲嚴重影響redis的性能
思考:是否設置redis最大內存限制呢?
redis內存大小和機器的內存大小相關,一般配置的不超過機器的最大內存即可,實際生產環境需要配置的,一般不超過機器的最大內存,但是爲了維持redis更高的效率,一般不超過機器最大內存的3/4,一旦超過就需要考慮增大內存或者增加切片了。如果設置了最大使用的內存,則數據已有記錄數達到內存限值後不能繼續插入新值。
redis利用隊列技術將併發訪問變爲串行訪問,消除了傳統數據庫串行控制的開銷
redis支持主從的模式。原則:Master會將數據同步到slave,而slave不會將數據同步到master。Slave啓動時會連接master來同步數據。這是一個典型的分佈式讀寫分離模型。我們可以利用master來插入數據,slave提供檢索服務。這樣可以有效減少單個機器的併發訪問數量。
MySQL裏有2000w數據,redis中只存20w的數據,如何保證redis中的數據都是熱點數據:
redis 內存數據集大小上升到一定大小的時候,就會施行數據淘汰策略。redis 提供 6種數據淘汰策略見下方
Redis的回收策略:
volatile-lru:從已設置過期時間的數據集(server.db[i].expires)中挑選最近最少使用的數據淘汰
volatile-ttl:從已設置過期時間的數據集(server.db[i].expires)中挑選將要過期的數據淘汰
volatile-random:從已設置過期時間的數據集(server.db[i].expires)中任意選擇數據淘汰
allkeys-lru:從數據集(server.db[i].dict)中挑選最近最少使用的數據淘汰
allkeys-random:從數據集(server.db[i].dict)中任意選擇數據淘汰
no-enviction(驅逐):禁止驅逐數據
redis常見性能問題和解決方案:
(1) Master最好不要做任何持久化工作,如RDB內存快照和AOF日誌文件
(2) 如果數據比較重要,某個Slave開啓AOF備份數據,策略設置爲每秒同步一次
(3) 爲了主從複製的速度和連接的穩定性,Master和Slave最好在同一個局域網內
(4) 儘量避免在壓力很大的主庫上增加從庫
(5) 主從複製不要用圖狀結構,用單向鏈表結構更爲穩定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...
這樣的結構方便解決單點故障問題,實現Slave對Master的替換。如果Master掛了,可以立刻啓用Slave1做Master,其他不變。
使用Redis有哪些好處?
(1) 速度快,因爲數據存在內存中,類似於HashMap,HashMap的優勢就是查找和操作的時間複雜度都是O(1)
(2) 支持豐富數據類型,支持string,list,set,sorted set,hash
(3) 支持事務,操作都是原子性,所謂的原子性就是對數據的更改要麼全部執行,要麼全部不執行
(4) 豐富的特性:可用於緩存,消息,按key設置過期時間,過期後將會自動刪除
(5) 還可以進行系統應用解耦,輔助完成多種業務場景
redis相比memcached有哪些優勢?
(1) memcached所有的值均是簡單的字符串,redis作爲其替代者,支持更爲豐富的數據類型
(2) redis的速度比memcached快很多(補充:在key-value操作中一般是memcached快)
(3) redis可以持久化其數據(補充:redis替代memcached成爲主流緩存數據庫的最主要原因)
情景模擬:
面試官:爲什麼你們的項目選擇引入redis這種技術?
我:redis的優點總結。。。
面試官:那你們使用的redis的哪些數據類型?
我:string類型
面試官:如果你們只用string類型的話爲什麼不用memcache?memcache對於string類型的數據處理速度更快豈不更好?
我:memocash是不支持持久化的(另外可以說一下memcache相對redis的區別,見下方)
Memcache與Redis的區別都有哪些?
1)、存儲方式
Memecache把數據全部存在內存之中,斷電後會掛掉,數據不能超過內存大小。
Redis有部份存在硬盤上,這樣能保證數據的持久性。
2)、數據支持類型
Memcache對數據類型支持相對簡單。
Redis有複雜的數據類型。
3)、使用底層模型不同
它們之間底層實現方式 以及與客戶端之間通信的應用協議不一樣。
Redis直接自己構建了VM 機制 ,因爲一般的系統調用系統函數的話,會浪費一定的時間去移動和請求。
4),value大小
redis最大可以達到1GB,而memcache只有1MB
Redis 常見的性能問題都有哪些?如何解決?
1).Master寫內存快照,save命令調度rdbSave函數,會阻塞主線程的工作,當快照比較大時對性能影響是非常大的,會間斷性暫停服務,所以Master最好不要寫內存快照。
2).Master AOF持久化,如果不重寫AOF文件,這個持久化方式對性能的影響是最小的,但是AOF文件會不斷增大,AOF文件過大會影響Master重啓的恢復速度。Master最好不要做任何持久化工作,包括內存快照和AOF日誌文件,特別是不要啓用內存快照做持久化,如果數據比較關鍵,某個Slave開啓AOF備份數據,策略爲每秒同步一次。
3).Master調用BGREWRITEAOF重寫AOF文件,AOF在重寫的時候會佔大量的CPU和內存資源,導致服務load過高,出現短暫服務暫停現象。
4). Redis主從複製的性能問題,爲了主從複製的速度和連接的穩定性,Slave和Master最好在同一個局域網內
redis 最適合的場景
Redis最適合所有數據in-momory的場景,雖然Redis也提供持久化功能,但實際更多的是一個disk-backed的功能,跟傳統意義上的持久化有比較大的差別,那麼可能大家就會有疑問,似乎Redis更像一個加強版的Memcached,那麼何時使用Memcached,何時使用Redis呢?
如果簡單地比較Redis與Memcached的區別,大多數都會得到以下觀點:
Redis不僅僅支持簡單的k/v類型的數據,同時還提供list,set,zset,hash等數據結構的存儲。
Redis支持數據的備份,即master-slave模式的數據備份。
Redis支持數據的持久化,可以將內存中的數據保持在磁盤中,重啓的時候可以再次加載進行使用。
(1)、會話緩存(Session Cache)
最常用的一種使用Redis的情景是會話緩存(session cache)。用Redis緩存會話比其他存儲(如Memcached)的優勢在於:Redis提供持久化。當維護一個不是嚴格要求一致性的緩存時,如果用戶的購物車信息全部丟失,大部分人都會不高興的,現在,他們還會這樣嗎?
幸運的是,隨着 Redis 這些年的改進,很容易找到怎麼恰當的使用Redis來緩存會話的文檔。甚至廣爲人知的商業平臺Magento也提供Redis的插件。
(2)、全頁緩存(FPC)
除基本的會話token之外,Redis還提供很簡便的FPC平臺。回到一致性問題,即使重啓了Redis實例,因爲有磁盤的持久化,用戶也不會看到頁面加載速度的下降,這是一個極大改進,類似PHP本地FPC。
再次以Magento爲例,Magento提供一個插件來使用Redis作爲全頁緩存後端。
此外,對WordPress的用戶來說,Pantheon有一個非常好的插件 wp-redis,這個插件能幫助你以最快速度加載你曾瀏覽過的頁面。
(3)、隊列
Reids在內存存儲引擎領域的一大優點是提供 list 和 set 操作,這使得Redis能作爲一個很好的消息隊列平臺來使用。Redis作爲隊列使用的操作,就類似於本地程序語言(如Python)對 list 的 push/pop 操作。
如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”,你馬上就能找到大量的開源項目,這些項目的目的就是利用Redis創建非常好的後端工具,以滿足各種隊列需求。例如,Celery有一個後臺就是使用Redis作爲broker,你可以從這裏去查看。
(4),排行榜/計數器
Redis在內存中對數字進行遞增或遞減的操作實現的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我們在執行這些操作的時候變的非常簡單,Redis只是正好提供了這兩種數據結構。所以,我們要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個用戶–我們稱之爲“user_scores”,我們只需要像下面一樣執行即可:
當然,這是假定你是根據你用戶的分數做遞增的排序。如果你想返回用戶及用戶的分數,你需要這樣執行:
ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES
Agora Games就是一個很好的例子,用Ruby實現的,它的排行榜就是使用Redis來存儲數據的,你可以在這裏看到。
(5)、發佈/訂閱
最後(但肯定不是最不重要的)是Redis的發佈/訂閱功能。發佈/訂閱的使用場景確實非常多。我已看見人們在社交網絡連接中使用,還可作爲基於發佈/訂閱的腳本觸發器,甚至用Redis的發佈/訂閱功能來建立聊天系統!(不,這是真的,你可以去核實)。
Redis提供的所有特性中,我感覺這個是喜歡的人最少的一個,雖然它爲用戶提供如果此多功能。
(5)、用於分佈式鎖控制併發請求,龍之冪等性
分佈式鎖使用注意的事項 :
初級: set set expire (容易形成死鎖,兩個指令不能報紙同一個事務下進行)
中級: setnx 存在不set 不存在才set
高級: setex 基於中級水平同時設置好自動過期時間
TODO:
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redis持久化
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redis集羣
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redis主從模式
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redis哨兵模式
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redis常用指令