Redis初识1

Redis是一个开源的,基于内存的结构化数据存储媒介,可以作为数据库、缓存服务或消息服务使用。

Redis支持多种数据结构,包括字符串、哈希表、链表、集合、有序集合、位图、Hyperloglogs等。

Redis具备LRU淘汰、事务实现、以及不同级别的硬盘持久化等能力,并且支持副本集和通过Redis Sentinel实现的高可用方案,同时还支持通过Redis Cluster实现的数据自动分片能力。

Redis的主要功能都基于单线程模型实现,也就是说Redis使用一个线程来服务所有的客户端请求,同时Redis采用了非阻塞式IO,并精细地优化各种命令的算法时间复杂度,这些信息意味着:

1.Redis是线程安全的(因为只有一个线程),其所有操作都是原子的,不会因并发产生数据异常

2.Redis的速度非常快(因为使用非阻塞式IO,且大部分命令的算法时间复杂度都是O(1))

3.使用高耗时的Redis命令是很危险的,会占用唯一的一个线程的大量处理时间,导致所有的请求都被拖慢。(例如时间复杂度为O(N)的KEYS命令,严格禁止在生产环境中使用)

redis的五种数据结构

字符串类型

字符串是Redis中最基本的数据类型,它能够存储任何类型的字符串,包含二进制数据。可以用于存储邮箱,JSON化的对象,甚至是一张图片,一个字符串允许存储的最大容量为512MB。

字符串是其他四种类型的基础,与其他几种类型的区别从本质上来说只是组织字符串的方式不同而已。

散列类型

散列类型相当于Java中的HashMap,他的值是一个字典,保存很多key,value对,每对key,value的值个键都是字符串类型,换句话说,散列类型不能嵌套其他数据类型。一个散列类型键最多可以包含2的32次方-1个字段。

列表类型

列表类型(list)用于存储一个有序的字符串列表,常用的操作是向队列两端添加元素或者获得列表的某一片段。列表内部使用的是双向链表(double linked list)实现的,所以向列表两端添加元素的时间复杂度是O(1),获取越接近列表两端的元素的速度越快。但是缺点是使用列表通过索引访问元素的效率太低(需要从端点开始遍历元素)。所以列表的使用场景一般如:朋友圈新鲜事,只关心最新的一些内容。借助列表类型,Redis还可以作为消息队列使用。

集合类型

集合在概念在高中课本就学过,集合中每个元素都是不同的,集合中的元素个数最多为2的32次方-1个,集合中的元素师没有顺序的。

有序集合类型

有序集合类型与集合类型的区别就是他是有序的。有序集合是在集合的基础上为每一个元素关联一个分数,这就让有序集合不仅支持插入,删除,判断元素是否存在等操作外,还支持获取分数最高/最低的前N个元素。有序集合中的每个元素是不同的,但是分数却可以相同。有序集合使用散列表和跳跃表实现,即使读取位于中间部分的数据也很快,时间复杂度为O(log(N)),有序集合比列表更费内存。

RDB

采用RDB持久方式,Redis会定期保存数据快照至一个rbd文件中,并在启动时自动加载rdb文件,恢复之前保存的数据。

RDB的优点:

对性能影响最小。如前文所述,Redis在保存RDB快照时会fork出子进程进行,几乎不影响Redis处理客户端请求的效率。

每次快照会生成一个完整的数据快照文件,所以可以辅以其他手段保存多个时间点的快照(例如把每天0点的快照备份至其他存储媒介中),作为非常可靠的灾难恢复手段。

使用RDB文件进行数据恢复比使用AOF要快很多。

RDB的缺点:

快照是定期生成的,所以在Redis crash时或多或少会丢失一部分数据。

如果数据集非常大且CPU不够强(比如单核CPU),Redis在fork子进程时可能会消耗相对较长的时间(长至1秒),影响这期间的客户端请求。

AOF

采用AOF持久方式时,Redis会把每一个写请求都记录在一个日志文件里。在Redis重启时,会把AOF文件中记录的所有写操作顺序执行一遍,确保数据恢复到最新。

AOF默认是关闭的。

AOF的优点:

最安全,在启用appendfsync always时,任何已写入的数据都不会丢失,使用在启用appendfsync everysec也至多只会丢失1秒的数据。

AOF文件在发生断电等问题时也不会损坏,即使出现了某条日志只写入了一半的情况,也可以使用redis-check-aof工具轻松修复。

AOF文件易读,可修改,在进行了某些错误的数据清除操作后,只要AOF文件没有rewrite,就可以把AOF文件备份出来,把错误的命令删除,然后恢复数据。

AOF的缺点:

AOF文件通常比RDB文件更大

性能消耗比RDB高

数据恢复速度比RDB慢

无持久化

Redis的数据持久化机制是可以关闭的。如果你只把Redis作为缓存服务使用,Redis中存储的所有数据都不是该数据的主体而仅仅是同步过来的备份,那么可以关闭Redis的数据持久化机制。

但通常来说,仍然建议至少开启RDB方式的数据持久化,因为:

RDB方式的持久化几乎不损耗Redis本身的性能,在进行RDB持久化时,Redis主进程唯一需要做的事情就是fork出一个子进程,所有持久化工作都由子进程完成

Redis无论因为什么原因crash掉之后,重启时能够自动恢复到上一次RDB快照中记录的数据。这省去了手工从其他数据源(如DB)同步数据的过程,而且要比其他任何的数据恢复方式都要快

现在硬盘那么大,真的不缺那一点地方

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