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Redis是什麼
Redis是一個開源(BSD許可)的記憶體中的資料結構儲存，用作資料庫、快取和訊息中介軟體。它支援多種資料結構，如字串、雜湊表、列表、無序集合、有序集合的範圍查詢，點陣圖、基數統計和地理空間索引的與查詢。Redis內建複製、Lua指令碼、LRU回收、事務和不同級別的磁碟持久化，並通過哨兵和自動分割槽提供高可用性叢集。
單執行緒結構
- 純記憶體資料庫，瓶頸不在記憶體，在於網路IO
- 單執行緒，避免頻繁切換上下文
- 非同步阻塞I/O（多路複用）
持久化
RDB（Redis DataBase）持久化
- 快照
- 優點：適合備份、還原、恢復資料快、最大化 Redis 的效能
- 缺點：兩次快照間的資料會丟失、資料集比較龐大時，
fork()可能會非常耗時
AOF（Append Only File）持久化
- 日誌
- 優點：資料完整性高、可讀性高、可重寫（重寫後的新 AOF 檔案包含了恢復當前資料集所需的最小命令集合）
- 缺點：體積大、慢於RDB、有bug
事務
multi開啟事務，exec執行事務
可以看到，redis事務實現原理是將要執行的命令，儲存到一個佇列中，依次執行，報錯時停止並取消事務，不報錯則提交事務。
例外：不會回滾的情況：
當一個事務中某一條（多條）命令加入佇列不報錯，執行時才會報錯，則redis會忽略錯誤繼續執行。
使用watch監視一個(或多個) key ，如果在事務執行之前這個(或這些) key 被其他命令所改動，那麼事務將被打斷。當exec
unwatch手動取消監控。
管道
- pipeline通過減少客戶端與redis的通訊次數來實現降低往返延時時間，而且Pipeline 實現的原理是佇列，而佇列的原理是時先進先出，這樣就保證資料的順序性。
- 適用場景：批量操作、可靠性要求不高、
Lua指令碼
Lua是一個高效的輕量級指令碼語言，用標準C語言編寫並以原始碼形式開放， 其設計目的是為了嵌入應用程式中，從而為應用程式提供靈活的擴充套件和定製功能，從定義上來說， Redis 中的指令碼本身就是一種事務， 所以任何在事務裡可以完成的事， 在腳本里面也能完成。 並且一般來說， 使用指令碼要來得更簡單，並且速度更快。
- 通過lua指令碼可以原子執行多條redis命令
- 執行lua指令碼期間，會阻塞所有命令操作
使用指令碼的好處
- 減少網路開銷，在Lua指令碼中可以把多個命令放在同一個指令碼中執行
- 原子操作，redis會將整個指令碼作為一個整體執行，中間不會被其他命令插入。換句話說，編寫指令碼的過程中無需擔心會出現競態條件
- 複用性，客戶端傳送的指令碼會永遠儲存在redis中，這意味著其他客戶端可以複用這一指令碼來完成同樣的邏輯
多資料庫支援
預設支援16個數據庫；可以理解為一個名稱空間
跟關係型資料庫不一樣的點
- redis不支援自定義資料庫名詞
- 每個資料庫不能單獨設定授權
- 每個資料庫之間並不是完全隔離的。 可以通過flushall命令清空redis例項面的所有資料庫中的資料
通過 select dbid 去選擇不同的資料庫名稱空間 。 dbid的取值範圍預設是0 -15
分散式叢集
Redis Cluster中，Sharding採用slot(槽)的概念，一共分成16384個槽，這有點兒類似前面講的pre sharding思路。對於每個進入Redis的鍵值對，根據key進行雜湊，分配到這16384個slot中的某一箇中。使用的hash演算法也比較簡單，就是CRC16後16384取模。Redis叢集中的每個node(節點)負責分攤這16384個slot中的一部分，也就是說，每個slot都對應一個node負責處理。當動態新增或減少node節點時，需要將16384個槽做個再分配，槽中的鍵值也要遷移。當然，這一過程，在目前實現中，還處於半自動狀態，需要人工介入。Redis叢集，要保證16384個槽對應的node都正常工作，如果某個node發生故障，那它負責的slots也就失效，整個叢集將不能工作。為了增加叢集的可訪問性，官方推薦的方案是將node配置成主從結構，即一個master主節點，掛n個slave從節點。這時，如果主節點失效，Redis Cluster會根據選舉演算法從slave節點中選擇一個上升為主節點，整個叢集繼續對外提供服務。這非常類似伺服器節點通過Sentinel監控架構成主從結構，只是Redis Cluster本身提供了故障轉移容錯的能力。
- redis sharding
- codis
- twemproxy
支援的資料型別、常用命令、常用場景
String
預設儲存最大容量為512M
- set+get：快取、單點登入
- bitmap：使用者上線次數統計
- incr：計數器、限速器
List
有序，可重複
- lpush+lpop：Stack(棧)
- lpush+rpop：Queue（佇列）
- lpush+ltrim：Capped Collection（有限集合）
- lpush+brpop：Message Queue（訊息佇列）
- blpop：事件提醒（替代輪詢）
Hash
不支援資料型別的巢狀
適合儲存物件
常用命令：hset、hget、[hmset](http://doc.redisfans.com/hash/hmset
,.html)、hmget、hgetall、hexists、hincrby、hsetnx、hdel
Set
無序、不重複
- sadd：標籤
- sinter：交集
- sunion：並集
SortedSet
有序、不重複
- zcount：統計資訊
- zrevrange：排行榜
key
Script
常用命令：eval
Redis安裝
安裝
首先，到redis官網找到要安裝的redis版本，Redis下載頁，我們這裡選用v4.0.11，依次執行下面命令：
# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.11.tar.gz
# tar xzf redis-4.0.11.tar.gz
# cd redis-4.0.11
# make
到此安裝完成，然後可以通過make test測試編譯狀態
# make test
無報錯完成編譯應該會有這樣的輸出：
報錯：需要tcl 8.5以上來執行redis test
You need tcl 8.5 or newer in order to run the Redis test
make: *** [test] Error 1
下面安裝tcl8.6.1：
# wget http://downloads.sourceforge.net/tcl/tcl8.6.1-src.tar.gz
# sudo tar xzvf tcl8.6.1-src.tar.gz
# cd tcl8.6.1/unix/
# sudo ./configure
# sudo make
# sudo make install
再次執行make test，沒問題之後，執行最後一步，完成安裝：
# make install
直接啟動：
# ./redis-server ../redis.conf
後臺啟動redis，只需修改redis.conf配置檔案的daemonize yes，再次啟動即可。
安裝啟動相關命令
啟動redis伺服器：
# ./redis-server ../redis.conf
停止redis服務:
# ./redis-cli shutdown
連線本地啟動好的redis：
# redis-cli
根據ip埠連線redis：
# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
檢視當前是否設定了密碼
127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) ""
設定密碼
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456 //密碼是123456
OK
使用總結
關於key
- 建議key不要太長，不要超過1024位元組，佔用記憶體且會降低查詢效率
- 建議統一命名規則，例如：String:001:zhangsan:age
使用 bitmap 實現使用者上線次數統計
Bitmap 對於一些特定型別的計算非常有效。
假設現在我們希望記錄自己網站上的使用者的上線頻率，比如說，計算使用者 A 上線了多少天，使用者 B 上線了多少天，諸如此類，以此作為資料，從而決定讓哪些使用者參加 beta 測試等活動 —— 這個模式可以使用 SETBIT 和 BITCOUNT 來實現。
比如說，每當使用者在某一天上線的時候，我們就使用 SETBIT ，以使用者名稱作為 key ，將那天所代表的網站的上線日作為 offset 引數，並將這個 offset 上的為設定為 1 。
舉個例子，如果今天是網站上線的第 100 天，而使用者 peter 在今天閱覽過網站，那麼執行命令 SETBIT peter 100 1 ；如果明天 peter 也繼續閱覽網站，那麼執行命令 SETBIT peter 101 1 ，以此類推。
當要計算 peter 總共以來的上線次數時，就使用 BITCOUNT 命令：執行 BITCOUNT peter ，得出的結果就是 peter 上線的總天數。
更詳細的實現可以參考博文(牆外) Fast, easy, realtime metrics using Redis bitmaps 。
快取
快取一致性
- 先更新庫資料，再刪除快取
快取擊穿和快取雪崩
分散式鎖的實現
setnx+lua實現
public class RedisTool {
private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
// 獲取鎖
public static boolean getLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
// 釋放鎖
public static boolean releaseLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
}
搶紅包，秒殺的實現
incr+lua指令碼實現
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