Redis学习总结

Posted 2023-02-09 You295

Redis学习总结

• 一：底层实现
• • 1.1.Redis速度快的原因
  • 1.2.sorted set有序是怎么实现的
• 二：淘汰策略
• 三：持久化方案
• 四：缓存雪崩
• 五：缓存穿透
• 六：缓存击穿

一：底层实现

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)。

Redis数据库使用字典来作为底层实现的。对数据库的增删改查也是构建在对字典的操作之上，字典的底层是使用哈希表来实现的。

1.1.Redis速度快的原因

1）它是基于内存实现的：所有的数据都储存在内存中，减少了不必要的io操作，操作的速率高。
2）它的底层有多种数据结构可以支持多种数据类型，使得redis可以储存多种类型的数据。
3）合理的数据编码：根据字符串的长度以及个数适配不同的编码格式。
4）它的单线程的，单线程进行操作避免了频繁的上下文切换。
5）采用了非阻塞IO多路复用机制：多个客户端连接redis，各自发送命令到服务器，应对大量的请求，redis使用了IO多路复用机制同时监听多个套接字，并且将这些事情推送到一个队列中，然后逐个被执行，最终将结果返回给客户端。

1.2.sorted set有序是怎么实现的

sorted set中的每一个成员都会有double类型的分数（score）与之相连接，它就是通过集合中的分数来为元素进行排序，，尽管每个成员都是唯一的，但是分数确是可以重复的。

二：淘汰策略

在Redis中，允许用户设置最大使用内存大小server.maxmemory，当Redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。

1）定时删除：在设置key的过期时间的同时，为该key创建一个定时器，让定时器在key的过期时间来临时，对key进行删除

2）惰性删除：key过期的时候删除，每次从数据库获取key的时候去检查是否过期，若过期，则删除，返回null。

3）定期删除：每隔一段时间执行一次删除(在redis.conf配置文件设置hz，1s刷新的频率)过期key操作
配置方案

• volatile-lru:从已设置过期的数据集中挑选最近最少使用的淘汰.
• volatile-ttr:从已设置过期的数据集中挑选将要过期的数据淘汰
• volatile-random:从已设置过期的数据集中任意挑选数据淘汰
• allkeys-lru:从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
• allkeys-random:从数据集中任意挑选数据淘汰
• noenviction:禁止淘汰数据

[注意] redis淘汰数据时还会同步到aof

三：持久化方案

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去，防止服务宕机了内存数据丢失;
Redis 提供两种持久化机制 RDB（默认） 和 AOF 机制.

1）RDB：直接把内存中的数据保存到一个 dump 的文件中，定时保存，保存策略。默认 Redis 是会以快照"RDB"的形式将数据持久化到磁盘的一个二进制文件 dump.rdb。当 Redis 需要做持久化时，Redis 会 fork 一个子进程，子进程将数据写到磁盘上一个临时 RDB 文件中。当子进程完成写临时文件后，将原来的 RDB 替换掉，这样的好处是可以 copy-on-write。
需要注意的是，每次快照持久化都会将主进程的数据库数据复制一遍，导致内存开销加倍，若此时内存不足，则会阻塞服务器运行，直到复制结束释放内存；都会将内存数据完整写入磁盘一次，所以如果数据量大的话，而且写操作频繁，必然会引起大量的磁盘I/O操作，严重影响性能，并且最后一次持久化后的数据可能会丢失；

2）.AOF：把所有的对 Redis 的服务器进行修改的命令都存到一个文件里，命令的集合。Redis 默认是快照 RDB 的持久化方式。当 Redis 重启的时候，它会优先使用 AOF 文件来还原数据集，因为 AOF 文件保存的数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。你甚至可以关闭持久化功能，让数据只在服务器运行时存。
优点：数据安全------通过 append 模式写文件，即使中途服务器宕机，可以通过 redis-check-aof 工具解决数据一致性问题。----------AOF 机制的 rewrite 模式。AOF 文件没被 rewrite 之前（文件过大时会对命令 进行合并重写），可以删除其中的某些命令
缺点：AOF 文件比 RDB 文件大，且恢复速度慢。--------------数据集大的时候，比 rdb 启动效率低。

四：缓存雪崩

缓存的雪崩就是指在redis设值定时自动清空数据的时间，刚好达到所定的时间的时候在这一瞬间缓存全部失效，而就在这时有大量的请求发来，导致了所有的请求都打到了数据库上，造成了数据库响应不及时挂掉了，此时首页也就没有办法再继续向外提供服务了，这就是缓存的雪崩现象。

解决方案
1）可以随机初始化缓存的失效时间，这样所有的缓存就不会再同一时间失效
2）最暴力的方法，就是不设置失效时间
3）设置定时器，比如我设置的时间为30分钟，那我就在30分钟之前的某个时间将数据库的数据给它加进去，然后再重新定时为30分钟，不断地去刷新缓存，让他不会失效。

五：缓存穿透

指用户不断地用数据库中没有的参数来发送请求，当他发送请求后redis中也没有对应的数据，这样redis就查不到这个结果，然后就会去数据库中查，此时redis也就没有办法拦截，这就是穿透。

解决方案
1）对参数的合法性就行校验，当参数不合法时直接return掉。
2）使用布隆过滤器。

六：缓存击穿

做某一件商品推销活动时，将数据库中信息存到redis中，这件商品对应一个key，此缓存设置的失效时间为4个小时，当刚好达到4个小时的时候，此时这个key就会失效，之后的用户请求就会击穿redis打到数据库中，造成数据库响应不及时，然后挂掉。 它是指的击穿某一个热点的key。

解决方案
1）让这个缓存永不过期（当然这样不好）
2）利用分布式锁（互斥锁），当请求击穿redis时去请求数据时加上锁，这时就只能有一个线程可以去访问数据库，减轻了数据库的负担，之后这一个线程查询到数据后又将数据存到redis中，此时也可以设置让其他的线程睡上几毫秒，然后再去向redis请求查询，这样就能解决了。