高并发架构基石——Redis

Posted 2021-03-05 习惯沉淀

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高并发架构基石——Redis相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

特点

单线程

原因一：因为采用了非阻塞的异步事件处理机制。

原因二：缓存数据都是内存操作IO时间不会太长，可以避免线程上下文切换的代价。

异步IO

多数据结构

支持持久化

不仅可以做缓存，还可以做NoSQL数据库。

主从模式

提供主从同步机制，以及cluster集群部署能力，能提供高可用服务。

数据结构

string

string 类型是 Redis 中最常使用的类型，内部的实现是通过 SDS（Simple Dynamic String ）来存储的。SDS 类似于 Java 中的 ArrayList，可以通过预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

hash

hash 类型在 Redis 中有 ziplist 和 hashtable 两种实现。当 Hash 表中所有的 key 和 value 字符串长度都小于 64 字节且键值对数量小于 512 个时，使用压缩表来节省空间；超过时，转为使用 hashtable。

set

set 类型的内部实现可以是 intset 或者 hashtable，当集合中元素小于 512 且所有的数据都是数值类型时，才会使用 intset，否则会使用 hashtable。

list

list 类型，有 ziplist 压缩列表和 linkedlist 双链表实现。ziplist 是存储在一段连续的内存上，存储效率高，但是它不利于修改操作，适用于数据较少的情况；linkedlist 在插入节点上复杂度很低，但它的内存开销很大，每个节点的地址不连续，容易产生内存碎片。此外在 3.2 版本后增加了 quicklist，结合了两者的优点，quicklist 本身是一个双向无环链表，它的每一个节点都是一个 ziplist。

zset

sorted set 是有序集合，有序集合的实现可以是 ziplist 或者是 skiplist 跳表。有序集合的编码转换条件与 hash 和 list 有些不同，当有序集合中元素数量小于 128 个并且所有元素长度都小于 64 字节时会使用 ziplist，否则会转换成 skiplist。

提示

Redis 的内存分配是使用 jemalloc 进行分配。jemalloc 将内存空间划分为小、大、巨大三个范围，并在范围中划分了小的内存块，当存储数据时，选择大小最合适的内存块进行分配，有利于减小内存碎片。

功能

bitmap

位图是支持按bit位来存储信息，可用来实现BloomFilter。

hyperLogLog

提供不精确的去重计数功能，适合用于做大规模数据去重统计，例如统计UV。

geospatial

可用于保存地理位置，并作位置距离计算或半径计算位置等。

pub/sub

订阅发布功能，可以做简单的消息队列。

pipeline

可以批量执行一组指令，一次性返回全部结果，可以减少频繁的请求应答。

lua脚本

Redis支持提交lua脚本来执行一系列的功能。

事务

Redis提供的不是严格的事务，只保证串行执行命令，并且能保证全部执行，但执行失败并不会回滚，而是继续执行下去。

数据持久化

RDB

是把内存中的数据集以快照形式写入磁盘，实际操作是通过fork子进程执行，采用二进制压缩存储。

优点：把整个Redis的数据保存在单一文件中，比较适合做灾备。

缺点：缺点是快照保存完成之前如果宕机，这段时间的数据将会丢失，另外保存快照时可能导致服务短时间不可用。

AOF

是以文本日志的形式记录Redis处理的每一个写入或删除操作。

优点：对日志文件的写入操作使用的追加模式，有灵活的同步策略，支持每秒同步、每次修改同步和不同步。

缺点：相同规模的数据集，AOF要大于RDB，AOF在运行效率上往往低于RDB。

Redis Cluster

Redis Cluster 使用分片机制，在内部分为 16384 个 slot 插槽，分布在所有 master 节点上，每个 master 节点负责一部分 slot。数据操作时按 key 做 CRC16 来计算在哪个 slot，由哪个 master 进行处理。数据的冗余是通过 slave 节点来保障。