Redis简介、数据类型应用场景

1. Redis简介

Redis,一个开源的 key-value,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构,如 字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets)。Redis 使用C语言开发,支持的客户端语言也非常丰富,如C、C#、C++、Object-C、PHP、Python、 Java、Perl、Lua等。Redis 支持 master-slave(主-从)模式应用,支持数据的持久化,可以将内存中的数据村春在硬盘中,重启、断电的时候并不会丢失数据。

2. Redis常用的数据类型

  • String
    常用命令:set/get/getset/mset/mget/setex/setnx/incr/decr/incrby/decrby/strlen/append
    应用场景:String 最常用的一种数据类型,普通的key/value存储都可以归为此类。

  • Hashes
    常用命令:hset/hget/hmset/hmget/hsetnx/hexists/hdel/hgetall/hkeys
    应用场景:存储一个学生信息对象数据,字段包括:id、姓名、班级、年龄等,通过 id 可以获取/修改任意的字段。

  • Lists
    常用命令:lindex/lset/lrem/lange/llen/lpop/lpush/rpop/rpush/lpushx/rpushx
    应用场景:关注列表、粉丝列表、队列。

  • Sets
    常用命令:sadd/scard/spop/srem/smove/sdiff/sinter/sunion/smembers/sismember
    应用场景:Sets 虽也是提供一个与 Lists 类似的列表功能,但是 Sets 是会自动排序、去重的,当需要存储一个列表数据,又不希望有重复数据时,Sets 是一个很好的选择,还可以取交集、并集、差集,可以应用到好友推荐、共同好友列表等,利用唯一性,可以统计访问网站的所有独立 IP。

  • Sorted Sets
    常用命令:zadd/zcard/zcount/zrem/zscore/zrank/zrevrank/zrange/zrevrange/zrangebyscore/zrevrangebyscore
    应用场景:Sorted Sets 是根据 score 来排序的,并且是不重复的,可以应用于积分排行榜等。

3. Redis持久化
以下摘自链接描述
Redis虽然是基于内存的存储系统,但是它本身是支持内存数据的持久化的,而且提供两种主要的持久化策略:RDB快照和AOF日志。

  • RDB快照

Redis支持将当前数据的快照存成一个数据文件的持久化机制,即RDB快照。这种方法是非常好理解的,但是一个持续写入的数据库如何生成快照呢?Redis借助了fork命令的copy on write机制。在生成快照时,将当前进程fork出一个子进程,然后在子进程中循环所有的数据,将数据写成为RDB文件。
我们可以通过Redis的save指令来配置RDB快照生成的时机,比如你可以配置当10分钟以内有100次写入就生成快照,也可以配置当1小时内有 1000次写入就生成快照,也可以多个规则一起实施。这些规则的定义就在Redis的配置文件中,你也可以通过Redis的CONFIG SET命令在Redis运行时设置规则,不需要重启Redis。

Redis的RDB文件不会坏掉,因为其写操作是在一个新进程中进行的,当生成一个新的RDB文件时,Redis生成的子进程会先将数据写到一个临时文件 中,然后通过原子性rename系统调用将临时文件重命名为RDB文件,这样在任何时候出现故障,Redis的RDB文件都总是可用的。同时,Redis 的RDB文件也是Redis主从同步内部实现中的一环。

但是,我们可以很明显的看到,RDB有他的不足,就是一旦数据库出现问题,那么我们的RDB文件中保存的数据并不是全新的,从上次RDB文件生成到 Redis停机这段时间的数据全部丢掉了。在某些业务下,这是可以忍受的,我们也推荐这些业务使用RDB的方式进行持久化,因为开启RDB的代价并不高。 但是对于另外一些对数据安全性要求极高的应用,无法容忍数据丢失的应用,RDB就无能为力了,所以Redis引入了另一个重要的持久化机制:AOF日志。

  • AOF日志

AOF日志的全称是append only file,从名字上我们就能看出来,它是一个追加写入的日志文件。与一般数据库的binlog不同的是,AOF文件是可识别的纯文本,它的内容就是一个个 的Redis标准命令。当然,并不是发送发Redis的所有命令都要记录到AOF日志里面,只有那些会导致数据发生修改的命令才会追加到AOF文件。那么 每一条修改数据的命令都生成一条日志,那么AOF文件是不是会很大?答案是肯定的,AOF文件会越来越大,所以Redis又提供了一个功能,叫做AOF rewrite。其功能就是重新生成一份AOF文件,新的AOF文件中一条记录的操作只会有一次,而不像一份老文件那样,可能记录了对同一个值的多次操 作。其生成过程和RDB类似,也是fork一个进程,直接遍历数据,写入新的AOF临时文件。在写入新文件的过程中,所有的写操作日志还是会写到原来老的 AOF文件中,同时还会记录在内存缓冲区中。当重完操作完成后,会将所有缓冲区中的日志一次性写入到临时文件中。然后调用原子性的rename命令用新的 AOF文件取代老的AOF文件。

AOF是一个写文件操作,其目的是将操作日志写到磁盘上,所以它也同样会遇到我们上面说的写操作的5个流程。那么写AOF的操作安全性又有多高呢。实际上 这是可以设置的,在Redis中对AOF调用write(2)写入后,何时再调用fsync将其写到磁盘上,通过appendfsync选项来控制,下面 appendfsync的三个设置项,安全强度逐渐变强。

1)appendfsync no

当设置appendfsync为no的时候,Redis不会主动调用fsync去将AOF日志内容同步到磁盘,所以这一切就完全依赖于操作系统的调试了。对大多数Linux操作系统,是每30秒进行一次fsync,将缓冲区中的数据写到磁盘上。

2)appendfsync everysec

当设置appendfsync为everysec的时候,Redis会默认每隔一秒进行一次fsync调用,将缓冲区中的数据写到磁盘。但是当这一次的 fsync调用时长超过1秒时。Redis会采取延迟fsync的策略,再等一秒钟。也就是在两秒后再进行fsync,这一次的fsync就不管会执行多 长时间都会进行。这时候由于在fsync时文件描述符会被阻塞,所以当前的写操作就会阻塞。所以结论就是,在绝大多数情况下,Redis会每隔一秒进行一 次fsync。在最坏的情况下,两秒钟会进行一次fsync操作。这一操作在大多数数据库系统中被称为group commit,就是组合多次写操作的数据,一次性将日志写到磁盘。

3)appednfsync always

当设置appendfsync为always时,每一次写操作都会调用一次fsync,这时数据是最安全的,当然,由于每次都会执行fsync,所以其性能也会受到影响。

    原文作者:zhaoyingnan911
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000004911634
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