Redis入門 - Redis概念和基礎(chǔ)

Redis是一種支持key-value等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)?？捎糜诰彺?，事件發(fā)布或訂閱，高速隊(duì)列等場景。支持網(wǎng)絡(luò)，提供字符串，哈希，列表，隊(duì)列，集合結(jié)構(gòu)直接存取，基于內(nèi)存，可持久化。

什么是Redis

Redis是一款內(nèi)存高速緩存數(shù)據(jù)庫。Redis全稱為：Remote Dictionary Server（遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)），使用C語言編寫，Redis是一個key-value存儲系統(tǒng)（鍵值存儲系統(tǒng)），支持豐富的數(shù)據(jù)類型，如：String、list、set、zset、hash。

Redis是一種支持key-value等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)?？捎糜诰彺妫录l(fā)布或訂閱，高速隊(duì)列等場景。支持網(wǎng)絡(luò)，提供字符串，哈希，列表，隊(duì)列，集合結(jié)構(gòu)直接存取，基于內(nèi)存，可持久化。

官方資料

Redis官網(wǎng):http://redis.io/

Redis官方文檔:http://redis.io/documentation

Redis教程:http://www.w3cschool.cn/redis/redis-intro.html

Redis下載:http://redis.io/download

為什么要使用Redis

一個產(chǎn)品的使用場景肯定是需要根據(jù)產(chǎn)品的特性，先列舉一下Redis的特點(diǎn)：

  • 讀寫性能優(yōu)異
    • Redis能讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s （測試條件見下一節(jié)）。
  • 數(shù)據(jù)類型豐富
    • Redis支持二進(jìn)制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 數(shù)據(jù)類型操作。
  • 原子性
    • Redis的所有操作都是原子性的，同時Redis還支持對幾個操作全并后的原子性執(zhí)行。
  • 豐富的特性
    • Redis支持 publish/subscribe, 通知, key 過期等特性。
  • 持久化
    • Redis支持RDB, AOF等持久化方式
  • 發(fā)布訂閱
    • Redis支持發(fā)布/訂閱模式
  • 分布式
    • Redis Cluster

（PS: 具體再結(jié)合下面的使用場景理解下）

下面是官方的bench-mark根據(jù)如下條件獲得的性能測試（讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s）

  • 測試完成了50個并發(fā)執(zhí)行100000個請求。
  • 設(shè)置和獲取的值是一個256字節(jié)字符串。
  • Linux box是運(yùn)行Linux 2.6,這是X3320 Xeon 2.5 ghz。
  • 文本執(zhí)行使用loopback接口(127.0.0.1)。

Redis的使用場景

redis應(yīng)用場景總結(jié)redis平時我們用到的地方蠻多的，下面就了解的應(yīng)用場景做個總結(jié)：

熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的緩存

緩存是Redis最常見的應(yīng)用場景，之所有這么使用，主要是因?yàn)镽edis讀寫性能優(yōu)異。而且逐漸有取代memcached，成為首選服務(wù)端緩存的組件。而且，Redis內(nèi)部是支持事務(wù)的，在使用時候能有效保證數(shù)據(jù)的一致性。

作為緩存使用時，一般有兩種方式保存數(shù)據(jù)：

  • 讀取前，先去讀Redis，如果沒有數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)拉入Redis。
  • 插入數(shù)據(jù)時，同時寫入Redis。

方案一：實(shí)施起來簡單，但是有兩個需要注意的地方：

  • 避免緩存擊穿。（數(shù)據(jù)庫沒有就需要命中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致Redis一直沒有數(shù)據(jù)，而一直命中數(shù)據(jù)庫。）
  • 數(shù)據(jù)的實(shí)時性相對會差一點(diǎn)。

方案二：數(shù)據(jù)實(shí)時性強(qiáng)，但是開發(fā)時不便于統(tǒng)一處理。

當(dāng)然，兩種方式根據(jù)實(shí)際情況來適用。如：方案一適用于對于數(shù)據(jù)實(shí)時性要求不是特別高的場景。方案二適用于字典表、數(shù)據(jù)量不大的數(shù)據(jù)存儲。

限時業(yè)務(wù)的運(yùn)用

redis中可以使用expire命令設(shè)置一個鍵的生存時間，到時間后redis會刪除它。利用這一特性可以運(yùn)用在限時的優(yōu)惠活動信息、手機(jī)驗(yàn)證碼等業(yè)務(wù)場景。

計數(shù)器相關(guān)問題

redis由于incrby命令可以實(shí)現(xiàn)原子性的遞增，所以可以運(yùn)用于高并發(fā)的秒殺活動、分布式序列號的生成、具體業(yè)務(wù)還體現(xiàn)在比如限制一個手機(jī)號發(fā)多少條短信、一個接口一分鐘限制多少請求、一個接口一天限制調(diào)用多少次等等。

分布式鎖

這個主要利用redis的setnx命令進(jìn)行，setnx："set if not exists"就是如果不存在則成功設(shè)置緩存同時返回1，否則返回0 ，這個特性在俞你奔遠(yuǎn)方的后臺中有所運(yùn)用，因?yàn)槲覀兎?wù)器是集群的，定時任務(wù)可能在兩臺機(jī)器上都會運(yùn)行，所以在定時任務(wù)中首先 通過setnx設(shè)置一個lock，
如果成功設(shè)置則執(zhí)行，如果沒有成功設(shè)置，則表明該定時任務(wù)已執(zhí)行。 當(dāng)然結(jié)合具體業(yè)務(wù)，我們可以給這個lock加一個過期時間，比如說30分鐘執(zhí)行一次的定時任務(wù)，那么這個過期時間設(shè)置為小于30分鐘的一個時間就可以，這個與定時任務(wù)的周期以及定時任務(wù)執(zhí)行消耗時間相關(guān)。

在分布式鎖的場景中，主要用在比如秒殺系統(tǒng)等。

延時操作

比如在訂單生產(chǎn)后我們占用了庫存，10分鐘后去檢驗(yàn)用戶是夠真正購買，如果沒有購買將該單據(jù)設(shè)置無效，同時還原庫存。 由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace Notifications功能，允許客戶訂閱Pub/Sub頻道，以便以某種方式接收影響Redis數(shù)據(jù)集的事件。 所以我們對于上面的需求就可以用以下解決方案，我們在訂單生產(chǎn)時，設(shè)置一個key，同時設(shè)置10分鐘后過期， 我們在后臺實(shí)現(xiàn)一個監(jiān)聽器，監(jiān)聽key的實(shí)效，監(jiān)聽到key失效時將后續(xù)邏輯加上。

當(dāng)然我們也可以利用rabbitmq、activemq等消息中間件的延遲隊(duì)列服務(wù)實(shí)現(xiàn)該需求。

排行榜相關(guān)問題

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在排行榜方面查詢速度普遍偏慢，所以可以借助redis的SortedSet進(jìn)行熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的排序。

比如點(diǎn)贊排行榜，做一個SortedSet, 然后以用戶的openid作為上面的username, 以用戶的點(diǎn)贊數(shù)作為上面的score, 然后針對每個用戶做一個hash, 通過zrangebyscore就可以按照點(diǎn)贊數(shù)獲取排行榜，然后再根據(jù)username獲取用戶的hash信息，這個當(dāng)時在實(shí)際運(yùn)用中性能體驗(yàn)也蠻不錯的。

點(diǎn)贊、好友等相互關(guān)系的存儲

Redis 利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。

在微博應(yīng)用中，每個用戶關(guān)注的人存在一個集合中，就很容易實(shí)現(xiàn)求兩個人的共同好友功能。

簡單隊(duì)列

由于Redis有l(wèi)ist push和list pop這樣的命令，所以能夠很方便的執(zhí)行隊(duì)列操作。

參考文章

知識體系

知識體系

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相關(guān)文章

首先，我們通過學(xué)習(xí)Redis的概念基礎(chǔ)，了解它適用的場景。

  • Redis入門 - Redis概念和基礎(chǔ)
    • Redis是一種支持key-value等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)。可用于緩存，事件發(fā)布或訂閱，高速隊(duì)列等場景。支持網(wǎng)絡(luò)，提供字符串，哈希，列表，隊(duì)列，集合結(jié)構(gòu)直接存取，基于內(nèi)存，可持久化。

其次，這些適用場景都是基于Redis支持的數(shù)據(jù)類型的，所以我們需要學(xué)習(xí)它支持的數(shù)據(jù)類型；同時在redis優(yōu)化中還需要對底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了解，所以也需要了解一些底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。

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再者，需要學(xué)習(xí)Redis支持的核心功能，包括持久化，消息，事務(wù)，高可用；高可用方面包括，主從，哨兵等；高可拓展方面，比如 分片機(jī)制等。

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最后，就是具體的實(shí)踐以及實(shí)踐中遇到的問題和解決方法了：在不同版本中有不同特性，所以還需要了解版本；以及性能優(yōu)化，大廠實(shí)踐等。

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學(xué)習(xí)資料

除此之外，我還推薦你看下 極客時間 《Redis核心技術(shù)與實(shí)戰(zhàn)》（作者：蔣德鈞）的相關(guān)內(nèi)容，它是我看到的為數(shù)不多的含有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)比較多的專欄，部分文章中圖片也來源于這個系列。

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