redis

概述

Redis 是速度非常快的非关系型(NoSQL)内存键值数据库,可以存储键和五种不同类型的值之间的映射。
键的类型只能为字符串,值支持五种数据类型:字符串、列表、集合、散列表、有序集合。

使用场景

计数器

可以对 String 进行自增自减运算,从而实现计数器功能。

缓存

将热点数据放到内存中,设置内存的最大使用量以及淘汰策略来保证缓存的命中率。

会话缓存

可以使用 Redis 来统一存储多台应用服务器的会话信息。

分布式锁实现

可以使用 Redis 自带的 SETNX 命令实现分布式锁,除此之外,还可以使用官方提供的 RedLock 分布式锁实现。

键的过期时间

Redis 可以为每个键设置过期时间,当键过期时,会自动删除该键。

数据淘汰策略(失效策略)

可以设置内存最大使用量,当内存使用量超出时,会施行数据淘汰策略。
Redis 具体有 6 种淘汰策略:
从已设置过期时间的数据集中:volatile-lru,volatile-ttl,volatile-random
从所有数据集中:allkeys-lru,allkeys-random,noeviction
提高缓存命中率的做法:可以将内存最大使用量设置为热点数据占用的内存量,然后启用 allkeys-lru 淘汰策略,将最近最少使用的数据淘汰。

持久化

RDB 持久化(for backups)

将某个时间点的所有数据都存放到硬盘上。
如果系统发生故障,将会丢失最后一次创建快照之后的数据。如果数据量很大,保存快照的时间会很长。

AOF 持久化

将写命令添加到 AOF 文件(Append Only File)的末尾。
使用 AOF 持久化需要设置同步选项:always,everysec,no。
everysec 选项比较合适,可以保证系统崩溃时只会丢失一秒左右的数据,并且 Redis 每秒执行一次同步对服务器性能几乎没有任何影响;

复制

通过使用 slaveof host port 命令来让一个服务器成为另一个服务器的从服务器。
一个从服务器只能有一个主服务器,并且不支持主主复制。

连接过程

  1. 主服务器创建快照文件,发送给从服务器,并在发送期间使用缓冲区记录执行的写命令。快照文件发送完毕之后,开始向从服务器发送存储在缓冲区中的写命令;
  2. 从服务器丢弃所有旧数据,载入主服务器发来的快照文件,之后从服务器开始接受主服务器发来的写命令;
  3. 主服务器每执行一次写命令,就向从服务器发送相同的写命令。

主从链

随着负载不断上升,可以设置三层关系(主,中,从),即主从链。

Sentinel

Sentinel(哨兵)可以监听集群中的服务器,并在主服务器进入下线状态时,自动从从服务器中选举出新的主服务器

分片

分片是将数据划分为多个部分的方法,可以将数据存储到多台机器里面,这种方法在解决某些问题时可以获得线性级别的性能提升。
数据分片的方式:范围分片,范围分片;
执行分片的位置:客户端分片,代理分片,服务器分片。

Redis 的 RedLock 算法

使用了多个 Redis 实例来实现分布式锁,这是为了保证在发生单点故障时仍然可用。

  • 尝试从 N 个互相独立 Redis 实例获取锁;
  • 计算获取锁消耗的时间,只有时间小于锁的过期时间,并且从大多数(N / 2 + 1)实例上获取了锁,才认为获取锁成功;
  • 如果获取锁失败,就到每个实例上释放锁。