【数据库】Redis学习

1.Redis的优点

(1) 速度快，Redis非常快，每秒可执行大约110000次的设置(SET)操作，每秒大约可执行81000次的读取/获取(GET)操作。因为数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)

(2) 支持丰富数据类型，支持string，list，set，sorted set，hash

(3) 支持事务，操作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行，这确保如果两个客户端并发访问，Redis服务器能接收更新的值。

(4) 丰富的特性 多实用工具：可用于缓存，消息队列(Redis本地支持发布/订阅)，按key设置过期时间，过期后将会自动删除

2.Redis与其他键值存储系统

Redis是键值数据库系统的不同进化路线，它的值可以包含更复杂的数据类型，可在这些数据类型上定义原子操作。

Redis是一个内存数据库，但在磁盘数据库上是持久的，因此它代表了一个不同的权衡，在这种情况下，在不能大于存储器(内存)的数据集的限制下实现非常高的写和读速度。

内存数据库的另一个优点是，它与磁盘上的相同数据结构相比，复杂数据结构在内存中存储表示更容易操作。

Memcache与Redis的区别？

1)、存储方式

Memecache把数据全部存在内存之中，断电后会挂掉，数据不能超过内存大小。

Redis有部份存在硬盘上，这样能保证数据的持久性。

2)、数据支持类型

Memcache对数据类型支持相对简单。

Redis有复杂的数据类型。

3)、使用底层模型不同

它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。

Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。

4），value大小

redis最大可以达到1GB，而memcache只有1MB

3.Redis5种数据类型及操作示例

字符串

Redis中的字符串是一个字节序列。Redis中的字符串是二进制安全的，这意味着它们的长度不由任何特殊的终止字符决定。因此，可以在一个字符串中存储高达512兆字节的任何内容。

示例

redis 127.0.0.1:6379> set name "yiibai.com" OK redis 127.0.0.1:6379> get name "yiibai.com"Shell

在上面的示例中，set和get是Redis命令，name是Redis中使用的键，yiibai.com是存储在Redis中的字符串的值。

注 - Redis命令不区分大小写，如SET,Set和set都是同一个命令。字符串值的最大长度为 512MB。

散列/哈希

Redis散列/哈希(Hashes)是键值对的集合。Redis散列/哈希是字符串字段和字符串值之间的映射。因此，它们用于表示对象。

示例

redis 127.0.0.1:6379> HMSET ukey username "yiibai" password "passswd123" points 200Shell

在上述示例中，散列/哈希数据类型用于存储包含用户的基本信息的用户对象。这里HMSET，HGETALL是Redis的命令，而ukey是键的名称。

每个散列/哈希可以存储多达2^32 - 1个健-值对(超过40亿个)。

列表

Redis列表只是字符串列表，按插入顺序排序。您可以向Redis列表的头部或尾部添加元素。

示例

redis 127.0.0.1:6379> lpush alist redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> lpush alist mongodb (integer) 2 redis 127.0.0.1:6379> lpush alist sqlite (integer) 3 redis 127.0.0.1:6379> lrange alist 0 10  1) "sqlite" 2) "mongodb" 3) "redis"Shell

列表的最大长度为2^32 - 1个元素(4294967295，每个列表可容纳超过40亿个元素)。

集合

Redis集合是字符串的无序集合。在Redis中，您可以添加，删除和测试成员存在的时间O(1)复杂性。

示例

redis 127.0.0.1:6379> sadd yiibailist redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd yiibailist mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd yiibailist sqlite (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd yiibailist sqlite (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> smembers yiibailist  1) "sqlite" 2) "mongodb" 3) "redis"Shell

注意 - 在上面的示例中，sqlite被添加了两次，但是由于集合的唯一属性，所以它只算添加一次。

一个集合中的最大成员数量为2^32 - 1(即4294967295，每个集合中元素数量可达40亿个)个。

可排序集合

Redis可排序集合类似于Redis集合，是不重复的字符集合。 不同之处在于，排序集合的每个成员都与分数相关联，这个分数用于按最小分数到最大分数来排序的排序集合。虽然成员是唯一的，但分数值可以重复。

示例

redis 127.0.0.1:6379> zadd yiibaiset 0 redis(integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd yiibaiset 0 mongodb(integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd yiibaiset 1 sqlite(integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd yiibaiset 1 sqlite(integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE yiibaiset 0 1000  1) "mongodb" 2) "redis" 3) "sqlite"Shell

因为 ‘sqlite‘ 的排序值是 1 ，其它两个元素的排序值是 0 ，所以 ‘sqlite‘ 排在最后一个位置上。

4.redis 适合的场景

Redis最适合所有数据in-momory的场景，虽然Redis也提供持久化功能，但实际更多的是一个disk-backed的功能，跟传统意义上的持久化有比较大的差别，那么可能大家就会有疑问，似乎Redis更像一个加强版的Memcached，那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?

如果简单地比较Redis与Memcached的区别，大多数都会得到以下观点：

 1 、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。 2 、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。 3 、Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

（1）、会话缓存（Session Cache）

最常用的一种使用Redis的情景是会话缓存（session cache）。用Redis缓存会话比其他存储（如Memcached）的优势在于：Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时，如果用户的购物车信息全部丢失，大部分人都会不高兴的，现在，他们还会这样吗？

幸运的是，随着 Redis 这些年的改进，很容易找到怎么恰当的使用Redis来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento也提供Redis的插件。
（2）、全页缓存（FPC）

除基本的会话token之外，Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题，即使重启了Redis实例，因为有磁盘的持久化，用户也不会看到页面加载速度的下降，这是一个极大改进，类似PHP本地FPC。

再次以Magento为例，Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端。

此外，对WordPress的用户来说，Pantheon有一个非常好的插件 wp-redis，这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。
（3）、队列

Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作，这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作，就类似于本地程序语言（如Python）对 list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”，你马上就能找到大量的开源项目，这些项目的目的就是利用Redis创建非常好的后端工具，以满足各种队列需求。例如，Celery有一个后台就是使用Redis作为broker，你可以从这里去查看。
（4），排行榜/计数器

Redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单，Redis只是正好提供了这两种数据结构。所以，我们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–我们称之为“user_scores”，我们只需要像下面一样执行即可：

当然，这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数，你需要这样执行：

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一个很好的例子，用Ruby实现的，它的排行榜就是使用Redis来存储数据的，你可以在这里看到。
（5）、发布/订阅

发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用，还可作为基于发布/订阅的脚本触发器，甚至用Redis的发布/订阅功能来建立聊天系统！

5.redis 提供 6种数据淘汰策略

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。

voltile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

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6.redis常见性能问题和解决方案：

(1) Master最好不要做任何持久化工作，如RDB内存快照和AOF日志文件

(2) 如果数据比较重要，某个Slave开启AOF备份数据，策略设置为每秒同步一次

(3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内

(4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5) 主从复制不要用图状结构，用单向链表结构更为稳定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

这样的结构方便解决单点故障问题，实现Slave对Master的替换。如果Master挂了，可以立刻启用Slave1做Master，其他不变。