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Redis相关知识点 重新学习的记录

Redis相关知识点 重新学习的记录http://www.bieryun.com/3056.html

重新学习Redis:

一Redis简介:

Redis 是完全开源免费的,遵守BSD协议,是一个高性能的key-value数据库。

1.Redis 与其他 key – value 缓存产品有以下三个特点:

2.Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。

3.Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。

4.Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

二Redis优势

1.性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

2.丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

3.原子 – Redis的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过MULTI和EXEC指令包起来。

4.丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

!!附带知识点:什么是BSD协议:

BSD开源协议是一个给于使用者很大自由的协议。可以自由的使用,修改源代码,也可以将修改后的代码作为开源或者专有软件再发布。当你发布使用了BSD协议的代码,或者以BSD协议代码为基础做二次开发自己的产品时,需要满足三个条件:

1.如果再发布的产品中包含源代码,则在源代码中必须带有原来代码中的BSD协议。

2.如果再发布的只是二进制类库/软件,则需要在类库/软件的文档和版权声明中包含原来代码中的BSD协议。

3.不可以用开源代码的作者/机构名字和原来产品的名字做市场推广。

BSD代码鼓励代码共享,但需要尊重代码作者的著作权。BSD由于允许使用者修改和重新发布代码,也允许使用或在BSD代码上开发商业软件发布和销售,因此是对商业集成很友好的协议。

三 Redis的安装

支持windows下32位和64位,前台运行和后台运行,一般会安装到linux系统上

  四 Redis的配置

         Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下,文件名为 redis.conf

redis.conf 配置项说明如下:可以通过 Config get * 获取所有配置

1. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用yes启用守护进程

    daemonize no

2. 当Redis以守护进程方式运行时,Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件,可以通过pidfile指定

    pidfile/var/run/redis.pid

3. 指定Redis监听端口,默认端口为6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口,因为6379在手机按键上MERZ对应的号码,而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字

    port 6379

4. 绑定的主机地址

    bind 127.0.0.1

5.当客户端闲置多长时间后关闭连接,如果指定为0,表示关闭该功能

    timeout 300

6. 指定日志记录级别,Redis总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为verbose

    loglevel verbose

7. 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置Redis为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给/dev/null

    logfile stdout

8. 设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id

    databases 16

9. 指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合

    save <seconds><changes>

    Redis默认配置文件中提供了三个条件:

    save 900 1

    save 300 10

    save 60 10000

    分别表示900秒(15分钟)内有1个更改,300秒(5分钟)内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

10. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为yes,Redis采用LZF压缩,如果为了节省CPU时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大

    rdbcompression yes

11. 指定本地数据库文件名,默认值为dump.rdb

    dbfilename dump.rdb

12. 指定本地数据库存放目录

    dir ./

13. 设置当本机为slav服务时,设置master服务的IP地址及端口,在Redis启动时,它会自动从master进行数据同步

    slaveof <masterip><masterport>

14. 当master服务设置了密码保护时,slav服务连接master的密码

    masterauth<master-password>

15. 设置Redis连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接Redis时需要通过AUTH<password>命令提供密码,默认关闭

    requirepass foobared

16. 设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number ofclients reached错误信息

    maxclients 128

17. 指定Redis最大内存限制,Redis在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key,当此方法处理后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制,会把Key存放内存,Value会存放在swap区

    maxmemory <bytes>

18. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

    appendonly no

19. 指定更新日志文件名,默认为appendonly.aof

     appendfilenameappendonly.aof

20. 指定更新日志条件,共有3个可选值:
no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快)
always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘(慢,安全)
everysec:表示每秒同步一次(折衷,默认值)

    appendfsync everysec

21. 指定是否启用虚拟内存机制,默认值为no,简单的介绍一下,VM机制将数据分页存放,由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制)

     vm-enabled no

22. 虚拟内存文件路径,默认值为/tmp/redis.swap,不可多个Redis实例共享

     vm-swap-file/tmp/redis.swap

23. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0

     vm-max-memory 0

24. Redis swap文件分成了很多的page,一个对象可以保存在多个page上面,但一个page上不能被多个对象共享,vm-page-size是要根据存储的数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page大小最好设置为32或者64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的page,如果不确定,就使用默认值

     vm-page-size 32

25. 设置swap文件中的page数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。

     vm-pages 134217728

26. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

     vm-max-threads 4

27. 设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启

    glueoutputbuf yes

28. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法

    hash-max-zipmap-entries64

    hash-max-zipmap-value 512

29. 指定是否激活重置哈希,默认为开启(后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍)

    activerehashing yes

30. 指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

    include/path/to/local.conf

五 Redis的数据类型

  Redis支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。

1.     String:是最基本的类型,一个key对应一个value,是二进制安全的(任何序列化对象),一个键最大存储512M;

2.    Hash是一个键值对集合,是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象,每个 hash 可以存储 232 -1 键值对(40多亿);

3.      List: Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。列表最多可存储 232 – 1 元素;

4.      Set: Redis的Set是string类型的无序集合。集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。集合中最大的成员数为 232 – 1;

5.       zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

六 Redis的分区

         分区是分割数据到多个Redis实例的处理过程,因此每个实例只保存key的一个子集。

分区的优势

通过利用多台计算机内存的和值,允许我们构造更大的数据库。

通过多核和多台计算机,允许我们扩展计算能力;通过多台计算机和网络适配器,允许我们扩展网络带宽。

分区的不足

redis的一些特性在分区方面表现的不是很好:

涉及多个key的操作通常是不被支持的。举例来说,当两个set映射到不同的redis实例上时,你就不能对这两个set执行交集操作。

涉及多个key的redis事务不能使用。

当使用分区时,数据处理较为复杂,比如你需要处理多个rdb/aof文件,并且从多个实例和主机备份持久化文件。

增加或删除容量也比较复杂。redis集群大多数支持在运行时增加、删除节点的透明数据平衡的能力,但是类似于客户端分区、代理等其他系统则不支持这项特性。然而,一种叫做presharding的技术对此是有帮助的。

分区类型

Redis 有两种类型分区。 假设有4个Redis实例 R0,R1,R2,R3,和类似user:1,user:2这样的表示用户的多个key,对既定的key有多种不同方式来选择这个key存放在哪个实例中。也就是说,有不同的系统来映射某个key到某个Redis服务。

范围分区

最简单的分区方式是按范围分区,就是映射一定范围的对象到特定的Redis实例。

比如,ID从0到10000的用户会保存到实例R0,ID从10001到 20000的用户会保存到R1,以此类推。

这种方式是可行的,并且在实际中使用,不足就是要有一个区间范围到实例的映射表。这个表要被管理,同时还需要各种对象的映射表,通常对Redis来说并非是好的方法。

哈希分区

另外一种分区方法是hash分区。这对任何key都适用,也无需是object_name:这种形式,像下面描述的一样简单:

用一个hash函数将key转换为一个数字,比如使用crc32hash函数。对key foobar执行crc32(foobar)会输出类似93024922的整数。

对这个整数取模,将其转化为0-3之间的数字,就可以将这个整数映射到4个Redis实例中的一个了。93024922 % 4 = 2,就是说key foobar应该被存到R2实例中。注意:取模操作是取除的余数,通常在多种编程语言中用%操作符实现。

七Redis和memcache的区别

1.Redis中,并不是所有的数据都一直存储在内存中的,这是和Memcache相比一个最大的区别。

2.Redis在很多方面具备数据库的特征,或者说就是一个数据库系统,而Memcache只是简单的K/V缓存。

3.他们的扩展都需要做集群;实现方式:master-slave、Hash。

4.在100k以上的数据中,Memcache性能要高于Redis。

5.如果要说内存使用效率,使用简单的key-value存储的话,Memcached的内存利用率更高,而如果Redis采用hash结构来做key-value存储,由于其组合式的压缩,其内存利用率会高于Memcache。当然,这和你的应用场景和数据特性有关。

6.如果你对数据持久化和数据同步有所要求,那么推荐你选择Redis,因为这两个特性Memcache都不具备。即使你只是希望在升级或者重启系统后缓存数据不会丢失,选择Redis也是明智的。

7.Redis和Memcache在写入性能上面差别不大,读取性能上面尤其是批量读取性能上面Memcache更强

共同点:Memcache,Redis 都是内存数据库

 

区别:

Memcache

Memcache可以利用多核优势,单实例吞吐量极高,可以达到几十万QPS,适用于最大程度扛量

只支持简单的key/value数据结构,不像Redis可以支持丰富的数据类型。

无法进行持久化,数据不能备份,只能用于缓存使用,且重启后数据全部丢失

 

Redis

支持多种数据结构,如string,list,dict,set,zset,hyperloglog

单线程请求,所有命令串行执行,并发情况下不需要考虑数据一致性问题。

支持持久化操作,可以进行aof及rdb数据持久化到磁盘,从而进行数据备份或数据恢复等操作,较好的防止数据丢失的手段。

支持通过Replication进行数据复制,通过master-slave机制,可以实时进行数据的同步复制,支持多级复制和增量复制.

支持pub/sub消息订阅机制,可以用来进行消息订阅与通知。

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