redis

推荐阅读《redis源码日志》

  1. 什么是redis?

    Redis是一个基于内存的高性能key-value数据库

  2. Redis的特点?

    Redis本质上是一个key-value类型的内存数据库,类似memcached,整个数据库统统加载在内存当中进行操作,定期通过异步操作把数据库数据刷新到硬盘上进行保存。因为纯内存操作,redis性能非常出色。

    Reids最大的魅力是支持保存多种数据结构,此外但个value的最大限制是1GB,不像memcached只能保存1MB的数据。

    Redis的主要缺点是数据库容量容易受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写,因此redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。

  3. 使用redis有哪些好处?

    • 速度快,因为数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)。

    • 支持丰富的数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash

    • 支持事务,操作都是原子性

    • 丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除

  4. redis 数据结构?

    1. String

      常用命令:set/get/decr/incr/mget等

      应用场景:String是最常用的一种数据类型,普通的key/value存储都可以归为此类

      实现方式:String在redis内存存储默认就是一个字符串,被redisObject所引用,但遇到incr、decr等操作时会转成数值型进行计算,此时redisObject的encoding字段为int。

    2. Hash

      常用命令:hget/hset/hgetall

      应用场景:我们要存储一个用户信息对象数据,其中包括用户ID、用户姓名、年龄和生日,通过用户ID我们希望获取该用户的姓名或者年龄生日等。

      实现方式:redis的Hash实际是内部存储的alue为一个HashMap,并提供了直接存取这个Map成员的接口。key是用户ID,value是一个Map。这个Map的key是成员的属性名,value是属性值。这样对数据的修改和存储都可以直接通过其内部Map的key(redis里称内部Map的key为field),也就是通过key(用户ID)+ field(属性标签)就可以操作对应属性数据。

      当前HashMap的实现方式有两种,当HashMap的成员比较少时,redis为了节省内存会采用类似一维数组的方式紧凑存储,而不会采用真正的Hashap结构,这时对应的alue的redisObject的encoding为zipmap,当成员数量增大时会自动转成真正的HashMap,此时encoding为int。

    3. List

      常用命令:lpush/rpush/lpop/rpop/lrange等

      应用场景:redis list的应用场景非常多,也是redis最重要的数据结构之一,比如twitter的关注列表,粉丝列表都可以用redis的list结构实现;

      实现方式:list的实现为一个双向链表,即可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开小,redis内部的很多实现,包括发送缓冲队列等也都是可以用这个数据结构。

    4. Set

      常用命令:sadd/smembers/sunion等

      应用场景:set对外提供的功能与list类似,是一个列表的功能,特殊之处在于set可以自动排重,当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员时候在一个set集合内的重要接口。

    5. Sorted Set

      常用命令:zadd/zrange/zrem/zcard等

      应用场景:sorted set的使用场景与set类似,区别时set不是自动有序的,sorted set可以通过用户额外提供一个优先级的参数score来为成员排序,并且是插入有序,即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表,那么可以选择sorted set数据结构,比如twitter的public timeline可以以发表时间为score来存储,这样获取时就是自动按时间排序的。

      实现方式:内部使用HashMap和跳跃表来保证数据的存储和有序,HashMap里放的是成员到score的映射,而跳跃表里存放的是所有的成员,排序依据是HashMap里存的socre,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率,并且在实现上比较简单。

  5. redis适用于的场景?

    redis最适合所有数据in-memery的场景,如:

    1. 会话缓存

      最常用的一种使用redis的情景是会话缓存,用redis缓存会话比其它存储(如memcached)的优势在于:redis提供持久化。

    2. 全页缓存

      除基本的会话token之外,redis还提供很简单的FPC平台。回到一致性问题,即使重启了redis实例,因为有磁盘的持久化,用户也不会看到页面加载速度的下降,这是一个极大的改进,类似PHP本地FPC。

    3. 队列 redis在内存存储引擎领域的一大优点是提供list和set操作,这使得redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。redis作为队列使用的操作,就类似于python对list的push/pop操作。

    4. 排行榜/计数器

      redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合set和有序集合sorted set也使得我们在执行这些操作时变得非常简单。

  6. redis是单进程单线程的?

    redis利用队列技术键并发访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制带来的开销

  7. redis和memcached区别?

    • redis支持更丰富的数据类型:redis不仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list、set、zset、hash等数据结构。memcached只支持简单的字符串类型。

    • redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用,而memcached把所有数据全部存在内存之中。

    • 集群模式:memcached没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据;但是redis目前是原生支持cluster模式的。

    • memcached是多线程,非阻塞IO复用的网络模型;redis使用单线程的多路IO复用模型。

  8. redis持久化

    为防止数据丢失,需要将redis中的数据从内存dump到磁盘,这就是持久化。reids提供两种持久化方式:RDB、AOF。redis允许两者结合,也允许两者同时关闭。

    RDB可以定时备份内存中的数据集,服务器启动的时候,可以从RDB文件中恢复数据集。redis支持两种方式进行RDB持久化:1)当前进程 2)后台执行(BGSAVE)。BGSAVE策略是fork出一个子进程,把内存中的数据集整个dump到硬盘上。

    AOF(append only file)可以记录服务器的所有写操作,在服务器重新启动的时候,会把所有的写操作重新执行一遍,从而实现数据备份。当写操作集过大(比原有的数据集还大),redis会重写写操作。AOF持久化是类似于生成一个关于redis写操作的文件,写操作总是以追加的方式追加到文件中。

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