Redis学习
本文最后更新于:1 年前
redis启动命令
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CentOS Stream 8 开放端口
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redis的持久化策略
概述
Redis是基于内存的非关系型K-V数据库,既然它是基于内存的,如果Redis服务器挂了,数据就会丢失,为了避免数据丢失,Redis提供了持久化,即把数据保存到磁盘。
持久化机制:RDB和AOF
RDB
RDB(Redis database)持久化,是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘,也就是Snapshot快照,它是Redis默认的持久化方式,执行完操作后,在指定目录下生成一个dump.rdb,Redis重启的时候,通过加载dump.rdb文件来恢复数据。
配置(redis.conf)
Redis默认提供了三种会触发rdb持久化的条件
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触发机制
手动触发
save:(同步)save时只管保存,其他不管,save是一个阻塞式命令,即当服务器接收了一条save命令之后就会开始拍摄快照,在此期间不会再去处理其他的请求,其他请求会被挂起直到备份结束,应该避免使用。
bgsave:(异步)Redis会在后台进行快照操作,快照操作同时还可以响应客户端请求,与save命令区别就在于bgsave不会阻塞主进程处理的操作。Redis会单独创建(Fork)一个子进程来进行持久化,先将数据写入到一个临时文件中,待持久化过程都结束了,再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。
自动触发
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优点
① 如果需要进行大规模的数据恢复,且对于数据恢复的完整性不是非常敏感,那么RDB方式要比AOF方式更加的高效
② 与AOF相比,在恢复大的数据集的时候,RDB方式会更快一些
③ RDB很适用于灾备,单文件很方便就能传输到远程的服务器上
④ 可以定期备份RDB文件,直接写个脚本就可以,很方便
缺点
① 没有办法做到实时持久化/秒级持久化
② 最后一次持久化后的数据可能丢失
③ RDB需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的进程是非常耗时的,可能导致Redis在一些毫秒级不能响应客户端请求
AOF
全称“append only file”,AOF是以日志的形式来记录每个写操作,将Redis执行过的所有写指令记录下来(读操作不记录),只许追加文件但不可以改写文件,Redis启动之初会读取该文件重新构建数据,Redis重启的话根据日志文件的内容将写指令从头到尾执行一次以完成数据的恢复。AOF方式持久化默认保存的是appendonly.aof文件,它主要解决数据持久化的实时性问题,默认是不开启的。
配置(redis.conf)
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原理
AOF方式持久化通过保存Redis执行时候的所有写操作命令,注意,读操作命令不追加,将写命令追加到appendonly.aof文件中,理论上只要保存了所有写操作命令,那么恢复时将这些命令从头到尾再执行一次就可以从正常恢复数据。
AOF持久化策略
- appendfsync always:always(同步持久化),每次发生数据变更会立即记录到磁盘,性能较差但数据完整性较好,always会严重影响服务器的性能
- appendfsync everysec:everysec,默认方式,异步操作,每秒记录,如果一秒内宕机,有数据丢失
- appendfsync no:从不同步
重写机制
AOF采用文件追加方式,文件会越来越大,为避免出现此种情况,Redis新增了重写机制,当AOF文件的大小超过所设定的阈值时,Redis就会启动AOF文件的内容压缩,只保留可以恢复数据的最小指令集。当然我们也可以使用命令bgrewriteaof手动告诉Redis进行AOF文件的重写,这样可以有效减少AOF文件的体积。
重写原理
Redis会fork出一个子进程来对AOF文件进行重写,原理跟快照持久化命令bgsave的工作原理类似,值得注意的是,进行AOF文件重写时,如果原来的AOF文件体积已经非常大,那么重写AOF并删除旧的AOF文件的过程将会对Redis的性能造成较大的影响。
auto-aof-rewrite-percentage:配置当AOF文件需要比旧AOF文件增大多少时才进行重写
auto-aof-rewrite-min-size:配置当AOF文件需要达到多大体积时才进行重写
只有这两个配置的条件都达到时,才会进行重写。
优点
① 数据的一致性和完整性更高
② 使用默认的持久化策略:每秒同步一次,Redis数据最多只会丢失1秒的数据
③ AOF文件的格式可读性较强,同时还可以检查AOF文件中的错误并进行修复
缺点
① 对相同的数据集来说,AOF文件的体积通常要大于RDB文件的体积,恢复速度慢于RDB
加载流程
如果存在dump.rdb文件和aof文件的话,会优先加载aof文件
总结
- Redis允许同时存在rdb和aof两种持久化方式,但是重启时会优先加载aof文件
- 如果在项目中只是将redis作为缓存服务器的话,我们可以不用进行持久化,因为缓存对数据敏感性没那么强
- aof持久化方式最多只会丢失一秒的数据,但是这带来了很多额外的IO操作,其次就是重写造成的阻塞不可避免,所以应该尽量减少aof重写的频率,建议将参数auto-aof-rewrite-min-size修改为5G或者更大
redis基础
一、Nosql概述
为什么使用Nosql
1、单机Mysql时代
90年代,一个网站的访问量一般不会太大,单个数据库完全够用。随着用户增多,网站出现以下问题
- 数据量增加到一定程度,单机数据库就放不下了
- 数据的索引(B+ Tree),一个机器内存也存放不下
- 访问量变大后(读写混合),一台服务器承受不住。
2、Memcached(缓存) + Mysql + 垂直拆分(读写分离)
网站80%的情况都是在读,每次都要去查询数据库的话就十分的麻烦!所以说我们希望减轻数据库的压力,我们可以使用缓存来保证效率!
优化过程经历了以下几个过程:
- 优化数据库的数据结构和索引(难度大)
- 文件缓存,通过IO流获取比每次都访问数据库效率略高,但是流量爆炸式增长时候,IO流也承受不了
- MemCache,当时最热门的技术,通过在数据库和数据库访问层之间加上一层缓存,第一次访问时查询数据库,将结果保存到缓存,后续的查询先检查缓存,若有直接拿去使用,效率显著提升。
3、分库分表 + 水平拆分 + Mysql集群
4、如今最近的年代
如今信息量井喷式增长,各种各样的数据出现(用户定位数据,图片数据等),大数据的背景下关系型数据库(RDBMS)无法满足大量数据要求。Nosql数据库就能轻松解决这些问题。
目前一个基本的互联网项目
为什么要用NoSQL ?
用户的个人信息,社交网络,地理位置。用户自己产生的数据,用户日志等等爆发式增长!
这时候我们就需要使用NoSQL数据库的,Nosql可以很好的处理以上的情况!
什么是Nosql
NoSQL = Not Only SQL(不仅仅是SQL)
Not Only Structured Query Language
关系型数据库:列+行,同一个表下数据的结构是一样的。
非关系型数据库:数据存储没有固定的格式,并且可以进行横向扩展。
NoSQL泛指非关系型数据库,随着web2.0互联网的诞生,传统的关系型数据库很难对付web2.0时代!尤其是超大规模的高并发的社区,暴露出来很多难以克服的问题,NoSQL在当今大数据环境下发展的十分迅速,Redis是发展最快的。
Nosql特点
方便扩展(数据之间没有关系,很好扩展!)
大数据量高性能(Redis一秒可以写8万次,读11万次,NoSQL的缓存记录级,是一种细粒度的缓存,性能会比较高!)
数据类型是多样型的!(不需要事先设计数据库,随取随用)
传统的 RDBMS 和 NoSQL
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8传统的 RDBMS(关系型数据库)
- 结构化组织
- SQL
- 数据和关系都存在单独的表中 row col
- 操作,数据定义语言
- 严格的一致性
- 基础的事务
- ...1
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8Nosql
- 不仅仅是数据
- 没有固定的查询语言
- 键值对存储,列存储,文档存储,图形数据库(社交关系)
- 最终一致性
- CAP定理和BASE
- 高性能,高可用,高扩展
- ...
了解:3V + 3高
大数据时代的3V :主要是描述问题的
- 海量Velume
- 多样Variety
- 实时Velocity
大数据时代的3高 : 主要是对程序的要求
- 高并发
- 高可扩
- 高性能
真正在公司中的实践:NoSQL + RDBMS 一起使用才是最强的。
阿里巴巴演进分析
推荐阅读:阿里云的这群疯子https://yq.aliyun.com/articles/653511
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Nosql的四大分类
KV键值对
- 新浪:Redis
- 美团:Redis + Tair
- 阿里、百度:Redis + Memcache
文档型数据库(bson数据格式):
- MongoDB(掌握)
- 基于分布式文件存储的数据库。C++编写,用于处理大量文档。
- MongoDB是RDBMS和NoSQL的中间产品。MongoDB是非关系型数据库中功能最丰富的,NoSQL中最像关系型数据库的数据库。
- ConthDB
列存储数据库
- HBase(大数据必学)
- 分布式文件系统
图关系数据库
用于广告推荐,社交网络
- Neo4j、InfoGrid
分类 | Examples举例 | 典型应用场景 | 数据模型 | 优点 | 缺点 |
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键值对(key-value) | Tokyo Cabinet/Tyrant, Redis, Voldemort, Oracle BDB | 内容缓存,主要用于处理大量数据的高访问负载,也用于一些日志系统等等。 | Key 指向 Value 的键值对,通常用hash table来实现 | 查找速度快 | 数据无结构化,通常只被当作字符串或者二进制数据 |
列存储数据库 | Cassandra, HBase, Riak | 分布式的文件系统 | 以列簇式存储,将同一列数据存在一起 | 查找速度快,可扩展性强,更容易进行分布式扩展 | 功能相对局限 |
文档型数据库 | CouchDB, MongoDb | Web应用(与Key-Value类似,Value是结构化的,不同的是数据库能够了解Value的内容) | Key-Value对应的键值对,Value为结构化数据 | 数据结构要求不严格,表结构可变,不需要像关系型数据库一样需要预先定义表结构 | 查询性能不高,而且缺乏统一的查询语法。 |
图形(Graph)数据库 | Neo4J, InfoGrid, Infinite Graph | 社交网络,推荐系统等。专注于构建关系图谱 | 图结构 | 利用图结构相关算法。比如最短路径寻址,N度关系查找等 | 很多时候需要对整个图做计算才能得出需要的信息,而且这种结构不太好做分布式的集群 |
二、Redis入门
概述
Redis是什么?
Redis(Remote Dictionary Server ),即远程字典服务。
是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。
与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。
Redis能该干什么?
- 内存存储、持久化,内存是断电即失的,所以需要持久化(RDB、AOF)
- 高效率、用于高速缓冲
- 发布订阅系统
- 地图信息分析
- 计时器、计数器(eg:浏览量)
- 。。。
特性
多样的数据类型
持久化
集群
事务
…
环境搭建
推荐使用Linux服务器学习。
windows版本的Redis已经停更很久了…
Windows安装
https://github.com/dmajkic/redis
解压安装包
开启redis-server.exe
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2cd D:\Program Files\Redis-x64-3.2.100
PS D:\Program Files\Redis-x64-3.2.100> .\redis-server.exe .\redis.windows.conf启动redis-cli.exe测试
Linux安装
下载安装包!
redis-5.0.8.tar.gz
解压Redis的安装包!程序一般放在
/opt
目录下基本环境安装
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5yum install gcc-c++
# 然后进入redis目录下执行
make
# 然后执行
make install
redis默认安装路径
/usr/local/bin
将redis的配置文件复制到 程序安装目录
/usr/local/bin/kconfig
下redis默认不是后台启动的,需要修改配置文件!
通过制定的配置文件启动redis服务
使用redis-cli连接指定的端口号测试,Redis的默认端口6379
查看redis进程是否开启
关闭Redis服务
shutdown
再次查看进程是否存在
后面我们会使用单机多Redis启动集群测试
测试性能
redis-benchmark:Redis官方提供的性能测试工具,参数选项如下:
简单测试:
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基础知识
redis默认有16个数据库
默认使用的第0个;
16个数据库为:DB 0~DB 15
默认使用DB 0 ,可以使用select n
切换到DB n,dbsize
可以查看当前数据库的大小,与key数量相关。
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keys *
:查看当前数据库中所有的key。
flushdb
:清空当前数据库中的键值对。
flushall
:清空所有数据库的键值对。
Redis是单线程的,Redis是基于内存操作的。
所以Redis的性能瓶颈不是CPU,而是机器内存和网络带宽。
那么为什么Redis的速度如此快呢,性能这么高呢?QPS达到10W+
Redis为什么单线程还这么快?
- 误区1:高性能的服务器一定是多线程的?
- 误区2:多线程(CPU上下文会切换!)一定比单线程效率高!
核心:Redis是将所有的数据放在内存中的,所以说使用单线程去操作效率就是最高的,多线程(CPU上下文会切换:耗时的操作!),对于内存系统来说,如果没有上下文切换效率就是最高的,多次读写都是在一个CPU上的,在内存存储数据情况下,单线程就是最佳的方案。
三、五大数据类型
Redis是一个开源(BSD许可),内存存储的数据结构服务器,可用作数据库,高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合,位图,hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能,同时通过Redis Sentinel提供高可用,通过Redis Cluster提供自动分区。
Redis-key
在redis中无论什么数据类型,在数据库中都是以key-value形式保存,通过进行对Redis-key的操作,来完成对数据库中数据的操作。
下面学习的命令:
exists key
:判断键是否存在del key
:删除键值对move key db
:将键值对移动到指定数据库expire key second
:设置键值对的过期时间type key
:查看value的数据类型
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关于TTL
命令
Redis的key,通过TTL命令返回key的过期时间,一般来说有3种:
- 当前key没有设置过期时间,所以会返回-1.
- 当前key有设置过期时间,而且key已经过期,所以会返回-2.
- 当前key有设置过期时间,且key还没有过期,故会返回key的正常剩余时间.
关于重命名RENAME
和RENAMENX
RENAME key newkey
修改 key 的名称RENAMENX key newkey
仅当 newkey 不存在时,将 key 改名为 newkey 。
更多命令学习:https://www.redis.net.cn/order/
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wBVZtGVm-1597890996517)(狂神说 Redis.assets/image-20200813114228439.png)]
String(字符串)
普通的set、get直接略过。
命令 | 描述 | 示例 |
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APPEND key value |
向指定的key的value后追加字符串 | 127.0.0.1:6379> set msg hello OK 127.0.0.1:6379> append msg “ world” (integer) 11 127.0.0.1:6379> get msg “hello world” |
DECR/INCR key |
将指定key的value数值进行+1/-1(仅对于数字) | 127.0.0.1:6379> set age 20 OK 127.0.0.1:6379> incr age (integer) 21 127.0.0.1:6379> decr age (integer) 20 |
INCRBY/DECRBY key n |
按指定的步长对数值进行加减 | 127.0.0.1:6379> INCRBY age 5 (integer) 25 127.0.0.1:6379> DECRBY age 10 (integer) 15 |
INCRBYFLOAT key n |
为数值加上浮点型数值 | 127.0.0.1:6379> INCRBYFLOAT age 5.2 “20.2” |
STRLEN key |
获取key保存值的字符串长度 | 127.0.0.1:6379> get msg “hello world” 127.0.0.1:6379> STRLEN msg (integer) 11 |
GETRANGE key start end |
按起止位置获取字符串(闭区间,起止位置都取) | 127.0.0.1:6379> get msg “hello world” 127.0.0.1:6379> GETRANGE msg 3 9 “lo worl” |
SETRANGE key offset value |
用指定的value 替换key中 offset开始的值 | 127.0.0.1:6379> SETRANGE msg 2 hello (integer) 7 127.0.0.1:6379> get msg “tehello” |
GETSET key value |
将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值(old value)。 | 127.0.0.1:6379> GETSET msg test “hello world” |
SETNX key value |
仅当key不存在时进行set | 127.0.0.1:6379> SETNX msg test (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETNX name sakura (integer) 1 |
SETEX key seconds value |
set 键值对并设置过期时间 | 127.0.0.1:6379> setex name 10 root OK 127.0.0.1:6379> get name (nil) |
MSET key1 value1 [key2 value2..] |
批量set键值对 | 127.0.0.1:6379> MSET k1 v1 k2 v2 k3 v3 OK |
MSETNX key1 value1 [key2 value2..] |
批量设置键值对,仅当参数中所有的key都不存在时执行 | 127.0.0.1:6379> MSETNX k1 v1 k4 v4 (integer) 0 |
MGET key1 [key2..] |
批量获取多个key保存的值 | 127.0.0.1:6379> MGET k1 k2 k3 1) “v1” 2) “v2” 3) “v3” |
PSETEX key milliseconds value |
和 SETEX 命令相似,但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间, | |
getset key value |
如果不存在值,则返回nil,如果存在值,获取原来的值,并设置新的值 |
String类似的使用场景:value除了是字符串还可以是数字,用途举例:
- 计数器
- 统计多单位的数量:uid:123666:follow 0
- 粉丝数
- 对象存储缓存
List(列表)
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)
一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。
首先我们列表,可以经过规则定义将其变为队列、栈、双端队列等
正如图Redis中List是可以进行双端操作的,所以命令也就分为了LXXX和RLLL两类,有时候L也表示List例如LLEN
命令 | 描述 |
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LPUSH/RPUSH key value1[value2..] |
从左边/右边向列表中PUSH值(一个或者多个)。 |
LRANGE key start end |
获取list 起止元素==(索引从左往右 递增)== |
LPUSHX/RPUSHX key value |
向已存在的列名中push值(一个或者多个) |
`LINSERT key BEFORE | AFTER pivot value` |
LLEN key |
查看列表长度 |
LINDEX key index |
通过索引获取列表元素 |
LSET key index value |
通过索引为元素设值 |
LPOP/RPOP key |
从最左边/最右边移除值 并返回 |
RPOPLPUSH source destination |
将列表的尾部(右)最后一个值弹出,并返回,然后加到另一个列表的头部 |
LTRIM key start end |
通过下标截取指定范围内的列表 |
LREM key count value |
List中是允许value重复的 count > 0 :从头部开始搜索 然后删除指定的value 至多删除count个 count < 0 :从尾部开始搜索… count = 0 :删除列表中所有的指定value。 |
BLPOP/BRPOP key1[key2] timout |
移出并获取列表的第一个/最后一个元素, 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
BRPOPLPUSH source destination timeout |
和RPOPLPUSH 功能相同,如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
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小结
- list实际上是一个链表,before Node after , left, right 都可以插入值
- 如果key不存在,则创建新的链表
- 如果key存在,新增内容
- 如果移除了所有值,空链表,也代表不存在
- 在两边插入或者改动值,效率最高!修改中间元素,效率相对较低
应用:
消息排队!消息队列(Lpush Rpop),栈(Lpush Lpop)
Set(集合)
Redis的Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的,这就意味着集合中不能出现重复的数据。
Redis 中 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 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。
命令 | 描述 |
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SADD key member1[member2..] |
向集合中无序增加一个/多个成员 |
SCARD key |
获取集合的成员数 |
SMEMBERS key |
返回集合中所有的成员 |
SISMEMBER key member |
查询member元素是否是集合的成员,结果是无序的 |
SRANDMEMBER key [count] |
随机返回集合中count个成员,count缺省值为1 |
SPOP key [count] |
随机移除并返回集合中count个成员,count缺省值为1 |
SMOVE source destination member |
将source集合的成员member移动到destination集合 |
SREM key member1[member2..] |
移除集合中一个/多个成员 |
SDIFF key1[key2..] |
返回所有集合的差集 key1- key2 - … |
SDIFFSTORE destination key1[key2..] |
在SDIFF的基础上,将结果保存到集合中==(覆盖)==。不能保存到其他类型key噢! |
SINTER key1 [key2..] |
返回所有集合的交集 |
SINTERSTORE destination key1[key2..] |
在SINTER的基础上,存储结果到集合中。覆盖 |
SUNION key1 [key2..] |
返回所有集合的并集 |
SUNIONSTORE destination key1 [key2..] |
在SUNION的基础上,存储结果到及和张。覆盖 |
SSCAN KEY [MATCH pattern] [COUNT count] |
在大量数据环境下,使用此命令遍历集合中元素,每次遍历部分 |
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Hash(哈希)
Redis hash 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。
Set就是一种简化的Hash,只变动key,而value使用默认值填充。可以将一个Hash表作为一个对象进行存储,表中存放对象的信息。
命令 | 描述 |
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HSET key field value |
将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。重复设置同一个field会覆盖,返回0 |
HMSET key field1 value1 [field2 value2..] |
同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。 |
HSETNX key field value |
只有在字段 field 不存在时,设置哈希表字段的值。 |
HEXISTS key field |
查看哈希表 key 中,指定的字段是否存在。 |
HGET key field value |
获取存储在哈希表中指定字段的值 |
HMGET key field1 [field2..] |
获取所有给定字段的值 |
HGETALL key |
获取在哈希表key 的所有字段和值 |
HKEYS key |
获取哈希表key中所有的字段 |
HLEN key |
获取哈希表中字段的数量 |
HVALS key |
获取哈希表中所有值 |
HDEL key field1 [field2..] |
删除哈希表key中一个/多个field字段 |
HINCRBY key field n |
为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量n,并返回增量后结果 一样只适用于整数型字段 |
HINCRBYFLOAT key field n |
为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 n。 |
HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] |
迭代哈希表中的键值对。 |
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Hash变更的数据user name age,尤其是用户信息之类的,经常变动的信息!Hash更适合于对象的存储,Sring更加适合字符串存储!
Zset(有序集合)
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数(score)。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
score相同:按字典顺序排序
有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
命令 | 描述 |
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ZADD key score member1 [score2 member2] |
向有序集合添加一个或多个成员,或者更新已存在成员的分数 |
ZCARD key |
获取有序集合的成员数 |
ZCOUNT key min max |
计算在有序集合中指定区间score的成员数 |
ZINCRBY key n member |
有序集合中对指定成员的分数加上增量 n |
ZSCORE key member |
返回有序集中,成员的分数值 |
ZRANK key member |
返回有序集合中指定成员的索引 |
ZRANGE key start end |
通过索引区间返回有序集合成指定区间内的成员 |
ZRANGEBYLEX key min max |
通过字典区间返回有序集合的成员 |
ZRANGEBYSCORE key min max |
通过分数返回有序集合指定区间内的成员==-inf 和 +inf分别表示最小最大值,只支持开区间()== |
ZLEXCOUNT key min max |
在有序集合中计算指定字典区间内成员数量 |
ZREM key member1 [member2..] |
移除有序集合中一个/多个成员 |
ZREMRANGEBYLEX key min max |
移除有序集合中给定的字典区间的所有成员 |
ZREMRANGEBYRANK key start stop |
移除有序集合中给定的排名区间的所有成员 |
ZREMRANGEBYSCORE key min max |
移除有序集合中给定的分数区间的所有成员 |
ZREVRANGE key start end |
返回有序集中指定区间内的成员,通过索引,分数从高到底 |
ZREVRANGEBYSCORRE key max min |
返回有序集中指定分数区间内的成员,分数从高到低排序 |
ZREVRANGEBYLEX key max min |
返回有序集中指定字典区间内的成员,按字典顺序倒序 |
ZREVRANK key member |
返回有序集合中指定成员的排名,有序集成员按分数值递减(从大到小)排序 |
ZINTERSTORE destination numkeys key1 [key2 ..] |
计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中,numkeys:表示参与运算的集合数,将score相加作为结果的score |
ZUNIONSTORE destination numkeys key1 [key2..] |
计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中 |
ZSCAN key cursor [MATCH pattern\] [COUNT count] |
迭代有序集合中的元素(包括元素成员和元素分值) |
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应用案例:
- set排序 存储班级成绩表 工资表排序!
- 普通消息,1.重要消息 2.带权重进行判断
- 排行榜应用实现,取Top N测试
四、三种特殊数据类型
Geospatial(地理位置)
使用经纬度定位地理坐标并用一个有序集合zset保存,所以zset命令也可以使用
命令 | 描述 |
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geoadd key longitud(经度) latitude(纬度) member [..] |
将具体经纬度的坐标存入一个有序集合 |
geopos key member [member..] |
获取集合中的一个/多个成员坐标 |
geodist key member1 member2 [unit] |
返回两个给定位置之间的距离。默认以米作为单位。 |
`georadius key longitude latitude radius m | km |
GEORADIUSBYMEMBER key member radius... |
功能与GEORADIUS相同,只是中心位置不是具体的经纬度,而是使用结合中已有的成员作为中心点。 |
geohash key member1 [member2..] |
返回一个或多个位置元素的Geohash表示。使用Geohash位置52点整数编码。 |
有效经纬度
- 有效的经度从-180度到180度。
- 有效的纬度从-85.05112878度到85.05112878度。
指定单位的参数 unit 必须是以下单位的其中一个:
- m 表示单位为米。
- km 表示单位为千米。
- mi 表示单位为英里。
- ft 表示单位为英尺。
关于GEORADIUS的参数
通过
georadius
就可以完成 附近的人功能withcoord:带上坐标
withdist:带上距离,单位与半径单位相同
COUNT n : 只显示前n个(按距离递增排序)
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Hyperloglog(基数统计)
Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法,HyperLogLog 的优点是,在输入元素的数量或者体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的。
花费 12 KB 内存,就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数。
因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数,而不会储存输入元素本身,所以 HyperLogLog 不能像集合那样,返回输入的各个元素。
其底层使用string数据类型
什么是基数?
数据集中不重复的元素的个数。
应用场景:
网页的访问量(UV):一个用户多次访问,也只能算作一个人。
传统实现,存储用户的id,然后每次进行比较。当用户变多之后这种方式及其浪费空间,而我们的目的只是计数,Hyperloglog就能帮助我们利用最小的空间完成。
命令 | 描述 |
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PFADD key element1 [elememt2..] |
添加指定元素到 HyperLogLog 中 |
PFCOUNT key [key] |
返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。 |
PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey..] |
将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog |
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如果允许容错,那么一定可以使用Hyperloglog !
如果不允许容错,就使用set或者自己的数据类型即可 !
BitMaps(位图)
使用位存储,信息状态只有 0 和 1
Bitmap是一串连续的2进制数字(0或1),每一位所在的位置为偏移(offset),在bitmap上可执行AND,OR,XOR,NOT以及其它位操作。
应用场景
签到统计、状态统计
命令 | 描述 |
---|---|
setbit key offset value |
为指定key的offset位设置值 |
getbit key offset |
获取offset位的值 |
bitcount key [start end] |
统计字符串被设置为1的bit数,也可以指定统计范围按字节 |
bitop operration destkey key[key..] |
对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作,并将结果保存到 destkey 上。 |
BITPOS key bit [start] [end] |
返回字符串里面第一个被设置为1或者0的bit位。start和end只能按字节,不能按位 |
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bitmaps的底层
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9PlszjhS-1597890996519)(D:\我\MyBlog\狂神说 Redis.assets\image-20200803234336175.png)]
这样设置以后你能get到的值是:\xA2\x80,所以bitmaps是一串从左到右的二进制串
五、事务
Redis的单条命令是保证原子性的,但是redis事务不能保证原子性
Redis事务本质:一组命令的集合。
—————– 队列 set set set 执行 ——————-
事务中每条命令都会被序列化,执行过程中按顺序执行,不允许其他命令进行干扰。
- 一次性
- 顺序性
- 排他性
- Redis事务没有隔离级别的概念
- Redis单条命令是保证原子性的,但是事务不保证原子性!
Redis事务操作过程
- 开启事务(
multi
) - 命令入队
- 执行事务(
exec
)
所以事务中的命令在加入时都没有被执行,直到提交时才会开始执行(Exec)一次性完成。
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取消事务(discurd
)
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事务错误
代码语法错误(编译时异常)所有的命令都不执行
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代码逻辑错误 (运行时异常) **其他命令可以正常执行 ** >>> 所以不保证事务原子性
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监控
悲观锁:
- 很悲观,认为什么时候都会出现问题,无论做什么都会加锁
乐观锁:
- 很乐观,认为什么时候都不会出现问题,所以不会上锁!更新数据的时候去判断一下,在此期间是否有人修改过这个数据
- 获取version
- 更新的时候比较version
使用watch key
监控指定数据,相当于乐观锁加锁。
正常执行
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测试多线程修改值,使用watch可以当做redis的乐观锁操作(相当于getversion)
我们启动另外一个客户端模拟插队线程。
线程1:
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模拟线程插队,线程2:
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回到线程1,执行事务:
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解锁获取最新值,然后再加锁进行事务。
unwatch
进行解锁。
注意:每次提交执行exec后都会自动释放锁,不管是否成功
六、Jedis
使用Java来操作Redis,Jedis是Redis官方推荐使用的Java连接redis的客户端。
lettcus与Jedis的区别
- Jedis连接Redis服务器是直连模式,当多线程模式下使用Jedis会存在线程安全问题,解决方案可以通过配置连接池使每个连接专用,这样整体性能就大受影响。可以使用Jedis pool连接池解决安全问题。更像BIO模式
- lettcus(springboot默认的是lettcus)基于Netty框架进行与Redis服务器连接,底层设计中采用StatefulRedisConnection。StatufulRedisConnection自身是线程安全的,可以保障并发访问安全问题,所以一个连接可以被多线程复用。当然lettcus也支持多连接实例一起工作。更新NIO模式
导入依赖
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12<!--导入jredis的包-->
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>3.2.0</version>
</dependency>
<!--fastjson-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.70</version>
</dependency>编码测试
连接数据库
修改redis的配置文件
1
2vim /usr/local/bin/myconfig/redis.conf
1将只绑定本地注释
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4IRUFJ95-1597890996520)(狂神说 Redis.assets/image-20200813161921480.png)]
保护模式改为 no
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oKjIVapw-1597890996521)(狂神说 Redis.assets/image-20200813161939847.png)]
允许后台运行
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c2IMvpZL-1597890996522)(狂神说 Redis.assets/image-20200813161954567.png)]
开放端口6379
1
2firewall-cmd --zone=public --add-port=6379/tcp --permanet
1重启防火墙服务
1
2systemctl restart firewalld.service
1阿里云服务器控制台配置安全组
重启redis-server
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2[root@AlibabaECS bin]# redis-server myconfig/redis.conf
1
操作命令
TestPing.java
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7public class TestPing {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("192.168.xx.xxx", 6379);
String response = jedis.ping();
System.out.println(response); // PONG
}
}断开连接
事务
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27public class TestTX {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("39.99.xxx.xx", 6379);
JSONObject jsonObject = new JSONObject();
jsonObject.put("hello", "world");
jsonObject.put("name", "kuangshen");
// 开启事务
Transaction multi = jedis.multi();
String result = jsonObject.toJSONString();
// jedis.watch(result)
try {
multi.set("user1", result);
multi.set("user2", result);
// 执行事务
multi.exec();
}catch (Exception e){
// 放弃事务
multi.discard();
} finally {
// 关闭连接
System.out.println(jedis.get("user1"));
System.out.println(jedis.get("user2"));
jedis.close();
}
}
}
七、SpringBoot整合
- 导入依赖
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springboot 2.x后 ,原来使用的 Jedis 被 lettuce 替换。
jedis:采用的直连,多个线程操作的话,是不安全的。如果要避免不安全,使用jedis pool连接池!更像BIO模式
lettuce:采用netty,实例可以在多个线程中共享,不存在线程不安全的情况!可以减少线程数据了,更像NIO模式
我们在学习SpringBoot自动配置的原理时,整合一个组件并进行配置一定会有一个自动配置类xxxAutoConfiguration,并且在spring.factories中也一定能找到这个类的完全限定名。Redis也不例外。
那么就一定还存在一个RedisProperties类
之前我们说SpringBoot2.x后默认使用Lettuce来替换Jedis,现在我们就能来验证了。
先看Jedis:
@ConditionalOnClass注解中有两个类是默认不存在的,所以Jedis是无法生效的
然后再看Lettuce:
完美生效。
现在我们回到RedisAutoConfiguratio
只有两个简单的Bean
- RedisTemplate
- StringRedisTemplate
当看到xxTemplate时可以对比RestTemplat、SqlSessionTemplate,通过使用这些Template来间接操作组件。那么这俩也不会例外。分别用于操作Redis和Redis中的String数据类型。
在RedisTemplate上也有一个条件注解,说明我们是可以对其进行定制化的
说完这些,我们需要知道如何编写配置文件然后连接Redis,就需要阅读RedisProperties
这是一些基本的配置属性。
还有一些连接池相关的配置。注意使用时一定使用Lettuce的连接池。
编写配置文件
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3# 配置redis
spring.redis.host=39.99.xxx.xx
spring.redis.port=6379使用RedisTemplate
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25@SpringBootTest
class Redis02SpringbootApplicationTests {
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
@Test
void contextLoads() {
// redisTemplate 操作不同的数据类型,api和我们的指令是一样的
// opsForValue 操作字符串 类似String
// opsForList 操作List 类似List
// opsForHah
// 除了基本的操作,我们常用的方法都可以直接通过redisTemplate操作,比如事务和基本的CRUD
// 获取连接对象
//RedisConnection connection = redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection();
//connection.flushDb();
//connection.flushAll();
redisTemplate.opsForValue().set("mykey","kuangshen");
System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("mykey"));
}
}测试结果
此时我们回到Redis查看数据时候,惊奇发现全是乱码,可是程序中可以正常输出:
这时候就关系到存储对象的序列化问题,在网络中传输的对象也是一样需要序列化,否者就全是乱码。
我们转到看那个默认的RedisTemplate内部什么样子:
在最开始就能看到几个关于序列化的参数。
默认的序列化器是采用JDK序列化器
而默认的RedisTemplate中的所有序列化器都是使用这个序列化器:
后续我们定制RedisTemplate就可以对其进行修改。
RedisSerializer
提供了多种序列化方案:直接调用RedisSerializer的静态方法来返回序列化器,然后set
自己new 相应的实现类,然后set
定制RedisTemplate的模板:
我们创建一个Bean加入容器,就会触发RedisTemplate上的条件注解使默认的RedisTemplate失效。
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23@Configuration
public class RedisConfig {
@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
// 将template 泛型设置为 <String, Object>
RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
// 连接工厂,不必修改
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
/*
* 序列化设置
*/
// key、hash的key 采用 String序列化方式
template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
// value、hash的value 采用 Jackson 序列化方式
template.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
template.setHashValueSerializer(RedisSerializer.json());
template.afterPropertiesSet();
return template;
}
}这样一来,只要实体类进行了序列化,我们存什么都不会有乱码的担忧了。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oc8kJP08-1597890996523)(狂神说 Redis.assets/image-20200817175638086.png)]
八、自定义Redis工具类
使用RedisTemplate需要频繁调用.opForxxx
然后才能进行对应的操作,这样使用起来代码效率低下,工作中一般不会这样使用,而是将这些常用的公共API抽取出来封装成为一个工具类,然后直接使用工具类来间接操作Redis,不但效率高并且易用。
工具类参考博客:
https://www.cnblogs.com/zeng1994/p/03303c805731afc9aa9c60dbbd32a323.html
https://www.cnblogs.com/zhzhlong/p/11434284.html
九、Redis.conf
容量单位不区分大小写,G和GB有区别
可以使用 include 组合多个配置问题
网络配置
日志输出级别
日志输出文件
持久化规则
由于Redis是基于内存的数据库,需要将数据由内存持久化到文件中
持久化方式:
- RDB
- AOF
RDB文件相关
主从复制
Security模块中进行密码设置
客户端连接相关
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redis 中的默认的过期策略是 volatile-lru 。
设置方式
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maxmemory-policy 六种方式
1、volatile-lru:只对设置了过期时间的key进行LRU(默认值)
2、allkeys-lru : 删除lru算法的key
3、volatile-random:随机删除即将过期key
4、allkeys-random:随机删除
5、volatile-ttl : 删除即将过期的
6、noeviction : 永不过期,返回错误
AOF相关部分
十、持久化—RDB
RDB:Redis Databases
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-C0mm1D4A-1597890996524)(狂神说 Redis.assets/image-20200818122236614.png)]
什么是RDB
在指定时间间隔后,将内存中的数据集快照写入数据库 ;在恢复时候,直接读取快照文件,进行数据的恢复 ;
默认情况下, Redis 将数据库快照保存在名字为 dump.rdb的二进制文件中。文件名可以在配置文件中进行自定义。
工作原理
在进行 RDB
的时候,**redis
** 的主线程是不会做 io
操作的,主线程会 fork
一个子线程来完成该操作;
- Redis 调用forks。同时拥有父进程和子进程。
- 子进程将数据集写入到一个临时 RDB 文件中。
- 当子进程完成对新 RDB 文件的写入时,Redis 用新 RDB 文件替换原来的 RDB 文件,并删除旧的 RDB 文件。
这种工作方式使得 Redis 可以从写时复制(copy-on-write)机制中获益(因为是使用子进程进行写操作,而父进程依然可以接收来自客户端的请求。)
触发机制
- save的规则满足的情况下,会自动触发rdb原则
- 执行flushall命令,也会触发我们的rdb原则
- 退出redis,也会自动产生rdb文件
save
使用 save
命令,会立刻对当前内存中的数据进行持久化 ,但是会阻塞,也就是不接受其他操作了;
由于
save
命令是同步命令,会占用Redis的主进程。若Redis数据非常多时,save
命令执行速度会非常慢,阻塞所有客户端的请求。
flushall命令
flushall
命令也会触发持久化 ;
触发持久化规则
满足配置条件中的触发条件 ;
可以通过配置文件对 Redis 进行设置, 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时, 自动进行数据集保存操作。
bgsave
bgsave
是异步进行,进行持久化的时候,redis
还可以将继续响应客户端请求 ;
bgsave和save对比
命令 | save | bgsave |
---|---|---|
IO类型 | 同步 | 异步 |
阻塞? | 是 | 是(阻塞发生在fock(),通常非常快) |
复杂度 | O(n) | O(n) |
优点 | 不会消耗额外的内存 | 不阻塞客户端命令 |
缺点 | 阻塞客户端命令 | 需要fock子进程,消耗内存 |
优缺点
优点:
- 适合大规模的数据恢复
- 对数据的完整性要求不高
缺点:
- 需要一定的时间间隔进行操作,如果redis意外宕机了,这个最后一次修改的数据就没有了。
- fork进程的时候,会占用一定的内容空间。
十一、持久化AOF
Append Only File
将我们所有的命令都记录下来,history,恢复的时候就把这个文件全部再执行一遍
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z8wr9lBW-1597890996525)(狂神说 Redis.assets/image-20200818123711375.png)]
以日志的形式来记录每个写的操作,将Redis执行过的所有指令记录下来(读操作不记录),只许追加文件但不可以改写文件,redis启动之初会读取该文件重新构建数据,换言之,redis重启的话就根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。
什么是AOF
快照功能(RDB)并不是非常耐久(durable): 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机, 那么服务器将丢失最近写入、以及未保存到快照中的那些数据。 从 1.1 版本开始, Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式: AOF 持久化。
如果要使用AOF,需要修改配置文件:
appendonly no yes
则表示启用AOF
默认是不开启的,我们需要手动配置,然后重启redis,就可以生效了!
如果这个aof文件有错位,这时候redis是启动不起来的,我需要修改这个aof文件
redis给我们提供了一个工具redis-check-aof --fix
优点和缺点
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优点
- 每一次修改都会同步,文件的完整性会更加好
- 没秒同步一次,可能会丢失一秒的数据
- 从不同步,效率最高
缺点
- 相对于数据文件来说,aof远远大于rdb,修复速度比rdb慢!
- Aof运行效率也要比rdb慢,所以我们redis默认的配置就是rdb持久化
十二、RDB和AOP选择
RDB 和 AOF 对比
RDB | AOF | |
---|---|---|
启动优先级 | 低 | 高 |
体积 | 小 | 大 |
恢复速度 | 快 | 慢 |
数据安全性 | 丢数据 | 根据策略决定 |
如何选择使用哪种持久化方式?
一般来说, 如果想达到足以媲美 PostgreSQL 的数据安全性, 你应该同时使用两种持久化功能。
如果你非常关心你的数据, 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失, 那么你可以只使用 RDB 持久化。
有很多用户都只使用 AOF 持久化, 但并不推荐这种方式: 因为定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。
十三、Redis发布与订阅
Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式:发送者(pub)发送消息,订阅者(sub)接收消息。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IBT2pjCa-1597890996526)(狂神说 Redis.assets/image-20200818162849693.png)]
下图展示了频道 channel1 , 以及订阅这个频道的三个客户端 —— client2 、 client5 和 client1 之间的关系:
当有新消息通过 PUBLISH 命令发送给频道 channel1 时, 这个消息就会被发送给订阅它的三个客户端:
命令
命令 | 描述 |
---|---|
PSUBSCRIBE pattern [pattern..] |
订阅一个或多个符合给定模式的频道。 |
PUNSUBSCRIBE pattern [pattern..] |
退订一个或多个符合给定模式的频道。 |
PUBSUB subcommand [argument[argument]] |
查看订阅与发布系统状态。 |
PUBLISH channel message |
向指定频道发布消息 |
SUBSCRIBE channel [channel..] |
订阅给定的一个或多个频道。 |
SUBSCRIBE channel [channel..] |
退订一个或多个频道 |
示例
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原理
每个 Redis 服务器进程都维持着一个表示服务器状态的 redis.h/redisServer 结构, 结构的 pubsub_channels 属性是一个字典, 这个字典就用于保存订阅频道的信息,其中,字典的键为正在被订阅的频道, 而字典的值则是一个链表, 链表中保存了所有订阅这个频道的客户端。
客户端订阅,就被链接到对应频道的链表的尾部,退订则就是将客户端节点从链表中移除。
缺点
- 如果一个客户端订阅了频道,但自己读取消息的速度却不够快的话,那么不断积压的消息会使redis输出缓冲区的体积变得越来越大,这可能使得redis本身的速度变慢,甚至直接崩溃。
- 这和数据传输可靠性有关,如果在订阅方断线,那么他将会丢失所有在短线期间发布者发布的消息。
应用
- 消息订阅:公众号订阅,微博关注等等(起始更多是使用消息队列来进行实现)
- 多人在线聊天室。
稍微复杂的场景,我们就会使用消息中间件MQ处理。
十四、Redis主从复制
概念
主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(Master/Leader),后者称为从节点(Slave/Follower), 数据的复制是单向的!只能由主节点复制到从节点(主节点以写为主、从节点以读为主)。
默认情况下,每台Redis服务器都是主节点,一个主节点可以有0个或者多个从节点,但每个从节点只能由一个主节点。
作用
- 数据冗余:主从复制实现了数据的热备份,是持久化之外的一种数据冗余的方式。
- 故障恢复:当主节点故障时,从节点可以暂时替代主节点提供服务,是一种服务冗余的方式
- 负载均衡:在主从复制的基础上,配合读写分离,由主节点进行写操作,从节点进行读操作,分担服务器的负载;尤其是在多读少写的场景下,通过多个从节点分担负载,提高并发量。
- 高可用基石:主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础。
为什么使用集群
- 单台服务器难以负载大量的请求
- 单台服务器故障率高,系统崩坏概率大
- 单台服务器内存容量有限。
环境配置
我们在讲解配置文件的时候,注意到有一个replication
模块 (见Redis.conf中第8条)
查看当前库的信息:info replication
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既然需要启动多个服务,就需要多个配置文件。每个配置文件对应修改以下信息:
- 端口号
- pid文件名
- 日志文件名
- rdb文件名
启动单机多服务集群:
一主二从配置
==默认情况下,每台Redis服务器都是主节点;==我们一般情况下只用配置从机就好了!
认老大!一主(79)二从(80,81)
使用SLAVEOF host port
就可以为从机配置主机了。
然后主机上也能看到从机的状态:
我们这里是使用命令搭建,是暂时的,==真实开发中应该在从机的配置文件中进行配置,==这样的话是永久的。
使用规则
从机只能读,不能写,主机可读可写但是多用于写。
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10127.0.0.1:6381> set name sakura # 从机6381写入失败
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6380> set name sakura # 从机6380写入失败
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6379> set name sakura
OK
127.0.0.1:6379> get name
"sakura"当主机断电宕机后,默认情况下从机的角色不会发生变化 ,集群中只是失去了写操作,当主机恢复以后,又会连接上从机恢复原状。
当从机断电宕机后,若不是使用配置文件配置的从机,再次启动后作为主机是无法获取之前主机的数据的,若此时重新配置称为从机,又可以获取到主机的所有数据。这里就要提到一个同步原理。
第二条中提到,默认情况下,主机故障后,不会出现新的主机,有两种方式可以产生新的主机:
- 从机手动执行命令
slaveof no one
,这样执行以后从机会独立出来成为一个主机 - 使用哨兵模式(自动选举)
- 从机手动执行命令
如果没有老大了,这个时候能不能选择出来一个老大呢?手动!
如果主机断开了连接,我们可以使用SLAVEOF no one
让自己变成主机!其他的节点就可以手动连接到最新的主节点(手动)!如果这个时候老大修复了,那么久重新连接!
十五、哨兵模式
更多信息参考博客:https://www.jianshu.com/p/06ab9daf921d
主从切换技术的方法是:当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换为主服务器,这就需要人工干预,费事费力,还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式,更多时候,我们优先考虑哨兵模式。
单机单个哨兵
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2ENYVAPp-1597890996527)(狂神说 Redis.assets/image-20200818233231154.png)]
哨兵的作用:
- 通过发送命令,让Redis服务器返回监控其运行状态,包括主服务器和从服务器。
- 当哨兵监测到master宕机,会自动将slave切换成master,然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器,修改配置文件,让它们切换主机。
多哨兵模式
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ga1RyfVc-1597890996528)(狂神说 Redis.assets/image-20200818233316478.png)]
哨兵的核心配置
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- 数字1表示 :当一个哨兵主观认为主机断开,就可以客观认为主机故障,然后开始选举新的主机。
测试
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成功启动哨兵模式
此时哨兵监视着我们的主机6379,当我们断开主机后:
哨兵模式优缺点
优点:
- 哨兵集群,基于主从复制模式,所有主从复制的优点,它都有
- 主从可以切换,故障可以转移,系统的可用性更好
- 哨兵模式是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮
缺点:
- Redis不好在线扩容,集群容量一旦达到上限,在线扩容就十分麻烦
- 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多配置项
哨兵模式的全部配置
完整的哨兵模式配置文件 sentinel.conf
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十六、缓存穿透与雪崩
缓存穿透(查不到)
概念
在默认情况下,用户请求数据时,会先在缓存(Redis)中查找,若没找到即缓存未命中,再在数据库中进行查找,数量少可能问题不大,可是一旦大量的请求数据(例如秒杀场景)缓存都没有命中的话,就会全部转移到数据库上,造成数据库极大的压力,就有可能导致数据库崩溃。网络安全中也有人恶意使用这种手段进行攻击被称为洪水攻击。
解决方案
布隆过滤器
对所有可能查询的参数以Hash的形式存储,以便快速确定是否存在这个值,在控制层先进行拦截校验,校验不通过直接打回,减轻了存储系统的压力。
缓存空对象
一次请求若在缓存和数据库中都没找到,就在缓存中方一个空对象用于处理后续这个请求。
这样做有一个缺陷:存储空对象也需要空间,大量的空对象会耗费一定的空间,存储效率并不高。解决这个缺陷的方式就是设置较短过期时间
即使对空值设置了过期时间,还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致,这对于需要保持一致性的业务会有影响。
缓存击穿(量太大,缓存过期)
概念
相较于缓存穿透,缓存击穿的目的性更强,一个存在的key,在缓存过期的一刻,同时有大量的请求,这些请求都会击穿到DB,造成瞬时DB请求量大、压力骤增。这就是缓存被击穿,只是针对其中某个key的缓存不可用而导致击穿,但是其他的key依然可以使用缓存响应。
比如热搜排行上,一个热点新闻被同时大量访问就可能导致缓存击穿。
解决方案
设置热点数据永不过期
这样就不会出现热点数据过期的情况,但是当Redis内存空间满的时候也会清理部分数据,而且此种方案会占用空间,一旦热点数据多了起来,就会占用部分空间。
加互斥锁(分布式锁)
在访问key之前,采用SETNX(set if not exists)来设置另一个短期key来锁住当前key的访问,访问结束再删除该短期key。保证同时刻只有一个线程访问。这样对锁的要求就十分高。
缓存雪崩
概念
大量的key设置了相同的过期时间,导致在缓存在同一时刻全部失效,造成瞬时DB请求量大、压力骤增,引起雪崩。
解决方案
redis高可用
这个思想的含义是,既然redis有可能挂掉,那我多增设几台redis,这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作,其实就是搭建的集群
限流降级
这个解决方案的思想是,在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待。
数据预热
数据加热的含义就是在正式部署之前,我先把可能的数据先预先访问一遍,这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key,设置不同的过期时间,让缓存失效的时间点尽量均匀。