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Redis

官方文档

Redis(Remote Dictionary Server)是一个字典结构的基于内存的数据库,可以归为缓存。

Redis 使用 ANSI C语言编写,采用单进程单线程模型和非阻塞多路I/O复用机制,查询效率非常高,根据官方提供的数据,每秒最多处理的请求可以达到10万次。

MySQL 作为数据库,提供持久化功能,并通过主从架构提高数据库服务的高可用性,实际场景中大多数情况下可能都是读操作,可以用 Redis 作为 MySQL 的缓存,降低IO的访问,解决读写效率要求很高的请求,不过它存储的数据量有限,适合存储热点数据,。

redis-server

  • 源码安装
wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz
tar -xzvf redis-stable.tar.gz
cd redis-stable
make
make install  # 安装到:/usr/local/bin
  • Ubuntu
curl -fsSL https://packages.redis.io/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg

echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg] https://packages.redis.io/deb $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/redis.list

sudo apt-get update
sudo apt-get install redis
  • Docker

https://hub.docker.com/_/redis

# 启动服务
docker run --name some-redis -d redis
"""
docker run --name some-redis -d redis redis-server --save 60 1 --loglevel warning
持久化存储,可自定义路径:-v /docker/host/dir:/data
"""
# 连接
docker run -it --network some-network --rm redis redis-cli -h some-redis
  • Windows 官方不支持
  • Mac
brew install redis  # 安装

# 前台启动服务,Ctrl-C停止服务
redis-server
# 后台启动服务
brew services start/stop redis

redis-cli

连接服务

redis-cli
"""
-h 127.0.0.1
-p 6379
-a "password"
--raw  避免中文乱码
"""

连接后,命令行提示符显示为:127.0.0.1:6379>

ping  # 检测服务是否启动,成功返回PONG
info  # 查看服务端信息
quit  # 退出连接

CONFIG GET dir  # 获取安装目录,"/usr/local/redis/bin"
save  # 备份当前数据库到安装目录中的dump.rdb文件

"""
默认支持16个库(可以通过配置文件支持更多,无上限),从0开始递增数字命名
连接后会自动选择0号数据库,可手动切换
"""
select 1
  • GUI 客户端

RESP(以前叫做Redis Desktop Manager)以前免费,现在已经收费,可以免费试用14天

官网个人版¥129/年,苹果/微软应用商店¥98/永久(不能跨平台使用)

数据模型和操作

对于键值数据库而言,基本的数据模型是 key-value 模型,在对键值数据库进行选型时,一个重要的考虑因素是它支持的 value 类型,也就是数据的保存形式,Memcached:仅支持String类型 而 Redis 能够在实际业务场景中得到广泛的应用,就是得益于支持多样化类型的 value。

不同键值数据库采用的索引并不相同,不同的索引结构在性能、空间消耗、并发控制等方面具有不同的特征。

常见的索引的类型有:哈希表、B+ 树、字典树等。

RocksDB 采用跳表,Memcached 和 Redis 则采用哈希表作为 key-value 索引。

20211109191640

type key  # 查看key的类型
del key  # 删除key
  • Strings

字符串

# set key value
set name zhangsan
# 获取
get name
  • Hashs

字符串类型的哈希,类似Python的Dict

# hset key field value
hset dict1 username zhangsan
hset dict1 age 28
# hmset key field value [field value...]
hmset dict1 username zhangsan age 28

# 删除字段
hdel dict1 age

# 获取
hget user1 age
"28"

hmget user1 username age
"""
1) "zhangsan"
2) "28"
"""

hkeys dict
"""
1) "username"
2) "age"
"""
  • Lists

有序的字符串列表,按插入顺序排序

# LPUSH/RPUSH key value [...]
lpush list zhangfei guanyu liubei  # 向列表左侧添加元素
rpush list dianwei lvbu  # 向列表右侧添加元素

# 删除
lrem list num value
"""
num=0 删除所有value元素
num>0 从左边查找,删除第n个
num<0 从右边查找,删除第n个
"""

# 获取
llen list  # 返回列表长度
lindex list 1  # 获取指定index的元素
# LRANGE key start stop
lrange list 0 2
"""
1) "liubei"
2) "guanyu"
3) "zhangfei"
"""
  • Sets

无序的字符串集合,元素不能重复,与Python集合类似

# SADD key member [...]
sadd sets zhangfei guanyu liubei dianwei lvbu

# 删除
srem sets liubei lvbu
spop sets  # 随机删除并返回被删除元素

# 获取
scard set  # 获取集合长度
smembers sets  # 获取集合元素
  • SortedSet

有序的字符串集合,元素不能重复,简称ZSet,按score排序(添加元素时指定score)

ZSet与List都是有序的,区别在于底层实现不同,List操作两端的元素很快,但操作中间元素较慢,而ZSet操作中间元素也很快,而且通过score调整顺序也比List更高效,只需要改变score大小即可

# ZADD key score member [...]
zadd heroScore 8341 zhangfei 7107 guanyu 6900 liubei 7516 dianwei 7344 lvbu

# 删除
zrem heroScore guanyu

# 获取
zcard heroScore  # 获取集合长度
zscore heroScore liubei  # 获取score

# 排序
ZREVRANGE heroScore 0 2  # 显示排名前三的英雄及数值
"""
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]  # 按score从大到小排
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]  # 按score从小到大排
可选项withscore 显示score分数
"""
  • Streams

数据流,5.0版本新增的,主要用于消息队列

过期数据处理

随着缓存的数据越来越多,需要给缓存加一个过期时间(由应用程序设置),定期清理过期数据,但如果全部扫描一遍要花费大量时间,所以选择随机删除,但有可能某些数据一直不会被随机算法选中,所以又增加了惰性删除,即如果有请求访问到过期数据,则立刻删除,但如果有些键值一直没有请求,则依然不会被删除而占据内存空间,所以还需要内存淘汰策略。

查询的数据如果不存在,则无法缓存,称之为缓存穿透

如果某热点数据缓存过期被删除时恰好遇到大规模请求,则请求会抵达mysql,称之为缓存击穿。

如果恰巧一大批热点数据缓存同时过期,则会发生缓存雪崩。

所以应用程序最好将缓存过期时间设置的分散一些,还可以将热点数据设置为永不过期。

持久化存储

Memcached 和 Redis 都是属于内存键值数据库,但Redis有两种持久化存储方式

键值对保存在内存和外存的优缺点
保存在内存的好处是读写很快,毕竟内存的访问速度一般都在百 ns 级别,但是,潜在的风险是一旦掉电,所有的数据都会丢失。
保存在外存,虽然可以避免数据丢失,但是受限于磁盘的慢速读写(通常在几 ms 级别),键值数据库的整体性能会被拉低。

  • RDB(快照,默认):是将数据写入一个临时文件,持久化结束后,用这个临时文件替换上次的文件,达到数据恢复。
  • AOF(日志):是将执行过的指令记录下来,数据恢复时按照从前到后的顺序再将指令执行一遍实现数据恢复。

最后更新: 2022-08-12