第1章 Redis 概述

一、Redis 簡介

? ? ? ? ? ? Redis,Remote Dictionary Server,遠程字典服務,由意大利人Salvatore Sanfilippo(又名Antirez)開發,是一個使用ANSI C 語言編寫､支持網絡､可基于內存亦可持久化的日志型､NoSQL 開源內存數據庫,其提供多種語言的API｡從2010 年3 月15 日起,Redis 的開發工作由VMware 主持｡從 2013 年5 月開始,Redis 的開發由Pivotal 贊助｡

Redis 之所以稱之為字典服務,是因為Redis 是一個key-value 存儲系統｡支持存儲的value 類型很多,包括String(字符串)､List(鏈表)､Set(集合)､Zset(sorted set --有序集合)和Hash(哈希類型)等｡

Redis 的國際知名用戶有,Twitter､GitHub､Facebook 等,國內知名用戶有,阿里巴巴､騰訊､百度､搜狐､優酷､美團､小米等｡熟練使用和運維Redis 已經成為開發運維人員的一個必備技能｡

1.NoSQL

NoSQL（ “non-relational” ， “Not Only SQL” ），泛指非關系型的數據庫。

隨著互聯網 web2.0 網站的興起，傳統的關系數據庫在處理 web2.0 網站，特別是超大規模和高并發的 SNS 類型的 web2.0 純動態網站已經顯得力不從心，出現了很多難以克服的問題，而非關系型的數據庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發展。

NoSQL 數據庫的產生就是為了解決大規模數據集合多重數據種類帶來的挑戰，特別是大數據應用難題。

（1）鍵值存儲數據庫

就像 Map 一樣的 key-value 對。典型代表就是 Redis 。

（2）列存儲數據庫

關系型數據庫是典型的行存儲數據庫。其存在的問題是，按行存儲的數據在物理層面占

用的是連續存儲空間，不適合海量數據存儲。

而按列存儲則可實現分布式存儲，適合海量存儲。典型代表是 HBase 。

（3）文檔型數據庫

其是 NoSQL 與關系型數據的結合，最像關系型數據庫的 NoSQL 。典型代表是 MongoDB 。

（4）圖形(Graph)數據庫

用于存放一個節點關系的數據庫，例如描述不同人間的關系。典型代表是 Neo4J 。

二、Redis 的用途

Redis 在生產中使用最多的場景就是做數據緩存。即客戶端從 DBMS 中查詢出的數據首先寫入到 Redis 中，后續無論哪個客戶端再需要訪問該數據，直接讀取 Redis 中的即可，不僅減小了 RT，而且降低了 DBMS 的壓力。

DBMS 是?Database Management System（數據庫管理系統）?的縮寫，是一種專門用于?創建、管理和維護數據庫?的軟件系統。它是數據持久層（如關系型數據庫、非關系型數據庫等）的核心組件

? ? ? ?根據 Redis 緩存的數據與 DBMS 中數據的同步性劃分，緩存一般可劃分為兩類：實時同步緩存，與階段性同步緩存。

? ? ? ?實時同步緩存是指，DBMS 中數據更新后，Redis 緩存中的存放的相關數據會被立即清除，以促使再有對該數據的訪問請求到來時，必須先從 DBMS 中查詢獲取到最新數據，然后再寫入到 Redis。

? ? ? 階段性同步緩存是指，Redis 緩存中的數據允許在一段時間內與 DBMS 中的數據不完全一致。而這個時間段就是這個緩存數據的過期時間。

實時同步緩存，與階段性同步緩存——補充理解《補充》

三、Redis 特性

能夠做緩存的技術、中間件很多，例如，MyBatis 自帶的二級緩存、Memched 等。只所以在生產中做緩存的產品幾乎無一例外的會選擇 Redis，是因為它有很多其它產品所不具備的特性。

??? 性能極高：Redis 讀的速度可以達到 11w 次/s，寫的速度可以達到 8w 次/s。只所以具有這么高的性能，因為以下幾點原因：

（1）Redis 的所有操作都是在內存中發生的。

（2） Redis 是用 C 語言開發的。

（3）Redis 源碼非常精細（集性能與優雅于一身）。

? 簡單穩定：Redis 源碼很少。早期版本只有 2w 行左右。從 3.0 版本開始，增加了集群功能，代碼變為了 5w 行左右。

? 持久化：Redis 內存中的數據可以進行持久化，其有兩種方式：RDB 與 AOF。

? 高可用集群：Redis 提供了高可用的主從集群功能，可以確保系統的安全性。

? 豐富的數據類型：Redis 是一個 key-value 存儲系統。支持存儲的 value 類型很多，包括 String(字符串)、List(鏈表)、Set(集合)、Zset(sorted set --有序集合)和 Hash（哈希類型）等，還有 BitMap、HyperLogLog、Geospatial 類型。

? BitMap：一般用于大數據量的二值性統計。

? HyperLogLog：其是 Hyperlog Log，用于對數據量超級龐大的日志做去重統計。 ? Geospatial：地理空間，其主要用于地理位置相關的計算。

? 強大的功能：Redis 提供了數據過期功能、發布/訂閱功能、簡單事務功能，還支持 Lua 腳本擴展功能。

? 客戶端語言廣泛：Redis提供了簡單的 TCP 通信協議，編程語言可以方便地的接入 Redis。所以，有很多的開源社區、大公司等開發出了很多語言的 Redis 客戶端。

? 支持 ACL 權限控制：之前的權限控制非常笨拙。從 Redis6 開始引入了 ACL 模塊，可以為不同用戶定制不同的用戶權限。

ACL，Access Control List，訪問控制列表，是一種細粒度的權限管理策略，可以針對任意用戶與組進行權限控制。目前大多數 Unix 系統與 Linux 2.6 版本已經支持 ACL 了。 Zookeeper 早已支持 ACL 了。

Unix 與 Linux 系統默認使用是 UGO（User、Group、Other）權限控制策略，其是一種粗粒度的權限管理策略。

? 支持多線程 IO 模型：Redis 之前版本采用的是單線程模型，從 6.0 版本開始支持了多線程模型。

四、Redis 的 IO 模型

Redis 客戶端提交的各種請求是如何最終被 Redis 處理的？

Redis 處理客戶端請求所采用的處理架構，稱為 Redis 的 IO 模型。不同版本的 Redis 采用的 IO 模型是不同的

1.單線程模型

對于 Redis 3.0 及其以前版本，Redis 的 IO 模型采用的是純粹的單線程模型。即所有客戶端的請求全部由一個線程處理。

Redis 的單線程模型采用了多路復用技術

? ? ? ?每個客戶端若要向 Redis 提交請求，都需要與 Redis 建立一個 socket 連接，并向事件分發器注冊一個事件。一旦該事件發生就表明該連接已經就緒。而一旦連接就緒，事件分發器就會感知到，然后獲取客戶端通過該連接發送的請求，并將由該事件分發器所綁定的這個唯一的線程來處理。如果該線程還在處理多個任務，則將該任務寫入到任務隊列等待線程處理。

? ? ? ?之所以稱為事件分發器，是因為它會根據不同的就緒事件，將任務交由不同的事件處理器去處理。