Redis

Redis是线程安全的（因为是单线程），所有操作都是原子的，不会因并发产生数据异常

Redis速度非常快（因为使用非阻塞式IO，大部分命令的算法时间复杂度是O(1)）

Redis采用-key-value型的基本数据结构

不要使用过长的Key，不要过短，最大Key长度是512MB（Value最大长度也是512MB）

String：

Set：为一个Key设置Value

Get：获取某个Key对应的Value，时间复杂度为O(1)

GetSet：为一个Key设置Value,并返回该Key的原Value，时间复杂度是O(1)

Mset：为多个Key设置Value，时间是O(n)

Redis缓存机制：

(1)持久化数据库的缺点

也就是说，我们日常使用的关系型数据中的数据，全部存储在我们部署数据库的机器

的硬盘中。

一般我们的网站开发完成，上线之后，服务器的读写效率是网站运行速度的重要条件，

当然还有服务器的带宽等，但是这些东西都可以通过硬件的更新升级来解决。

其实与网站运行效率息息相关的东西，就是我们的------数据库。

数据库处理数据的速度，与网站速度息息相关，而数据查询、数据处理等等，

都和数据库处理速度有关。提高数据库的处理数据的能力，其中一个方案就是

sql语句的优化技术，sql语句写的处理效率比较高，数据库处理能力就会上去，

而网站的数据处理能力也会快些。

但是，当网站的处理和访问量非常大的时候，我们的数据库的压力就变大了，数据库的

连接池，数据库同时处理数据的能力就会受到很大的挑战，一旦数据库承受了其最大承受

能力，网站的数据处理效率就会大打折扣。此时就要使用高并发处理、负载均衡和分布式数据库，

而这些技术既花费人力，又花费资金。

如果我们的网站不是非常大的网站，而有想要提高网站的效率，降低数据库的读写次数，我们就

需要引入缓存技术。

(2)缓存

缓存就是在内存中存储的数据备份，当数据没有发生本质改变的时候，我们就不让数据的查询 去数据库进行操作，而去内存中取数据，这样就大大降低了数据库的读写次数，而且从内存中读数据

的速度比去数据库查询要快一些，这样同时又提高了效率。

使用缓存减轻数据库的负载:

在开发网站的时候如果有一些数据在短时间之内不会发生变化，而它们还要被频繁访问，为了

提高用户的请求速度和降低网站的负载，就把这些数据放到一个读取速度更快的介质上(或者

是通过较少的计算量就可以获得该数据)，该行为就称作对该数据的缓存。

该介质可以是文件/数据库/内存。内存经常用于数据库缓存。

缓存的两种形式：

页面缓存经常用在CMS(content manage system)内存管理系统里面。

数据缓存经常会用在页面的具体数据里面。

缓存分为两种:

页面缓存(smarty静态化技术)

数据缓存

(3)Redis介绍

我们要学习的一个缓存技术就是----Redis:

Redis是Remote Dictionary Server(远程数据服务)的缩写，由意大利人antirez(Salvatore Sanfilippo)开发的一款内存高速缓存数据库，该软件使用C语言编写，它的数据模型为key-value。

它支持丰富的数据结构(类型)，比如String/List/Hash/Set/Sorted Set。

可持久化(一边运行，一边把数据往硬盘中备份一份，防止断电等情况导致数据丢失，等断电情况恢复之后，Redis再把硬盘中的数据恢复到内存中)，保证了数据的安全。

(4)redis和memcache比较

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master-slave(主-从)模式应用

3.Redis支持数据持久化，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。

4.Redis单个value的最大限制是1GB，memcached只能保存1MB的数据。

一.为什么选择redis

在项目中使用redis做为缓存，还没有使用memcache,考虑因素主要有两点：

1.redis丰富的数据结构,其hash,list,set以及功能丰富的String的支持，对于实际项目中的使用有很大的帮忙。

2.redis单点的性能也非常高效（利用项目中的数据测试优于memcache）.

二.分布式缓存的架构设计

1.架构设计

由于redis是单点，项目中需要使用，必须自己实现分布式。基本架构图如下所示：

2.分布式实现

通过key做一致性哈希，实现key对应redis结点的分布。

一致性哈希的实现：

l        hash值计算：通过支持MD5与MurmurHash两种计算方式，默认是采用MurmurHash，高效的hash计算。

l        一致性的实现：通过Java的TreeMap来模拟环状结构，实现均匀分布

3.client的选择

对于jedis修改的主要是分区模块的修改，使其支持了跟据BufferKey进行分区，跟据不同的redis结点信息，可以初始化不同的ShardInfo，同时也修改了JedisPool的底层实现，使其连接pool池支持跟据key,value的构造方法，跟据不同ShardInfos，创建不同的jedis连接客户端，达到分区的效果，供应用层调用

4.模块的说明

l        脏数据处理模块，处理失败执行的缓存操作。

l        屏蔽监控模块，对于jedis操作的异常监控，当某结点出现异常可控制redis结点的切除等操作。

整个分布式模块通过hornetq，来切除异常redis结点。对于新结点的增加，也可以通过reload方法实现增加。（此模块对于新增结点也可以很方便实现）

对于以上分布式架构的实现满足了项目的需求。另外使用中对于一些比较重要用途的缓存数据可以单独设置一些redis结点，设定特定的优先级。另外对于缓存接口的设计，也可以跟据需求，实现基本接口与一些特殊逻辑接口。对于cas相关操作，以及一些事物操作可以通过其watch机制来实现。