Redis知识总结

Redis介绍
Redis 本质上一个 Key/Value 数据库，与 Memcached相似的 NoSQL 型数据库，可是他的数据能够持久化的保存在磁盘上，解决了服务重启后数据不丢失的问题，他的值能够是 string（字符串）、list（列表）、sets（集合）或者是ordered sets（被排序的集合），全部的数据类型都具备push/pop、 add/remove、执行服务端的并集、交集、两个 sets 集中的差异等等操做，这些操做都是具备原子性的， Redis 还支持各类不一样的排序能力。Redis 2.0更是增长了不少新特性，如：提高了性能、增长了新的数据类型、更少的利用内存（ AOF 和 VM）

Redis支持绝大部分主流的开发语言，如： C、Java、 C＃、 PHP、Perl、 Python、 Lua、Erlang、Ruby等等

redis 性能：
根据 Redis 官方的测试结果：在50 个并发的状况下请求 10w 次，写的速度是 110000
次/s，读的速度是81000 次/s
测试环境：
1. 50 个并发，请求 100000 次
2. 读和写大小为 256bytes 的字符串
3. Linux2.6 Xeon X3320 2.5GHz 的服务器上

4.经过本机的 loopback interface接口上执行

Redis的功能：
1、 Redis 的 Sharding：Redis 支持客户端的 Sharding 功能，经过一致性 hash 算法实现，当前 Redis不支持故障冗余，在集群中不能在线增长或删除 Redis
2、 Redis 的 master/slave 复制：
1. 一个 master 支持多个 slave
2. Slave 能够接受其余slave 的链接来替代他链接 master
3. 复制在 master 是非阻塞的，而在 slave是阻塞的
4. 复制被利用来提供可扩展性，在 slave 端只提供查询功能及数据的冗余
3、 Redis 的 Virtual Memory功能： vm 是 Redis2.0 新增的一个很是稳定和可靠的功能，vm的引入是为了提升 Redis 的性能，也就是把不多使用的 value 保存到 disk，而 key 保存在内存中。实际上就是若是你有 10w 的 keys 在内存中，而只有仅仅 10%左右的 key 常用，那么 Redis 能够经过开启 VM 尝试将不常用的Value 转换到 disk 上保存。
4、 Redis 的附加档案（ AOF）功能：Redis 经过配置的策略将数据集保存到aof 中，当
Redis 挂掉后可以经过 aof 恢复到挂掉前的状态

我的总结：

redis特色： 

   in_memory高速读存   

   持久化（存到硬盘）   

   主从（借助于sentinel实现必定意义上的HA）

   Clustering（分布式）

redis与Memcached的区别：
redis的优点：

1.丰富的操做（Hashs，Lists，Sets，Hyperlog等）

        2.内建replication及cluster

        3.就地更新

        4.支持持久化（防止崩盘效应）

memcached的优点：

        1.多线程

        2.更少的内存开销

        3.更少的内存分配压力

        4.更少的内存碎片

Redis是如何完成事务的？

将一个或多个命令归并为一个操做，提交后，按照顺序进行；不支持回滚

Redis实现持久化

Redis提供了多种不一样级别的持久化方式：
• RDB 持久化能够在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照（ point-in-time snapshot）。
• AOF持久化记录服务器执行的全部写操做命令，并在服务器启动时，经过从新执行这些命令来还原数据集。AOF 文件中的命令所有以 Redis 协议的格式来保存，新命令会被追加到文件的末尾。 Redis 还能够在后台对 AOF 文件进行重写（ rewrite），使得AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小。
• Redis 还能够同时使用 AOF 持久化和 RDB 持久化。在这种状况下，当 Redis 重启时，它会优先使用AOF 文件来还原数据集，由于 AOF 文件保存的数据集一般比 RDB 文件所保存的数据集更完整。
• 你甚至能够关闭持久化功能，让数据只在服务器运行时存在。了解 RDB 持久化和 AOF 持久化之间的异同是很是重要的，如下几个小节将详细地介绍这这两种持久化功能，并对它们的相同和不一样之处进行说明。

RDB的优势
• RDB 是一个很是紧凑（ compact）的文件，它保存了Redis 在某个时间点上的数据集。这种文件很是
适合用于进行备份：好比说，你能够在最近的 24 小时内，每小时备份一次 RDB 文件，而且在每月
的每一天，也备份一个 RDB 文件。这样的话，即便赶上问题，也能够随时将数据集还原到不一样的版
本。
• RDB 很是适用于灾难恢复（ disaster recovery）：它只有一个文件，而且内容都很是紧凑，能够（在加
密后）将它传送到别的数据中心，或者亚马逊 S3 中。
• RDB 能够最大化 Redis 的性能：父进程在保存 RDB 文件时惟一要作的就是 fork 出一个子进程，然
后这个子进程就会处理接下来的全部保存工做，父进程无须执行任何磁盘 I/O 操做。
• RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

RDB的缺点
• 若是你须要尽可能避免在服务器故障时丢失数据，那么 RDB 不适合你。虽然 Redis 容许你设置不一样的保存点（ save point）来控制保存RDB 文件的频率，可是，由于 RDB 文件须要保存整个数据集的状态，因此它并非一个轻松的操做。所以你可能会至少 5 分钟才保存一次 RDB 文件。在这种状况下，一旦发生故障停机，你就可能会丢失好几分钟的数据。
• 每次保存 RDB 的时候，Redis 都要 fork() 出一个子进程，并由子进程来进行实际的持久化工做。在数据集比较庞大时，fork()可能会很是耗时，形成服务器在某某毫秒内中止处理客户端；若是数据集很是巨大，而且CPU 时间很是紧张的话，那么这种中止时间甚至可能会长达整整一秒。虽然 AOF 重写也须要进行 fork() ，但不管 AOF 重写的执行间隔有多长，数据的耐久性都不会有任何损失。

AOF的优势
• 使用 AOF 持久化会让 Redis 变得很是耐久（ much more durable）：你能够设置不一样的fsync 策略，好比无 fsync ，每秒钟一次 fsync ，或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟fsync 一次，在这种配置下，Redis 仍然能够保持良好的性能，而且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据（ fsync 会在后台线程执行，因此主线程能够继续努力地处理命令请求）。
• AOF 文件是一个只进行追加操做的日志文件（ append only log），所以对AOF 文件的写入不须要进行 seek ，即便日志由于某些缘由而包含了未写入完整的命令（好比写入时磁盘已满，写入中途停机，等等），redis-check-aof工具也能够轻易地修复这种问题。
• Redis 能够在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写：重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。整个重写操做是绝对安全的，由于 Redis 在建立新 AOF文件的过程当中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即便重写过程当中发生停机，现有的 AOF文件也不会丢失。而一旦新 AOF 文件建立完毕，Redis就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操做。
• AOF 文件有序地保存了对数据库执行的全部写入操做，这些写入操做以 Redis 协议的格式保存，所以 AOF 文件的内容很是容易被人读懂，对文件进行分析（ parse）也很轻松。导出（export）AOF 文件也很是简单：举个例子，若是你不当心执行了FLUSHALL命令，但只要 AOF 文件未被重写，那么只要中止服务器，移除 AOF 文件末尾的FLUSHALL命令，并重启 Redis ，就能够将数据集恢复到FLUSHALL执行以前的状态。

AOF的缺点
• 对于相同的数据集来讲，AOF 文件的体积一般要大于 RDB 文件的体积。
• 根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于 RDB 。在通常状况下，每秒 fsync 的性能依然很是高，而关闭 fsync 可让 AOF 的速度和 RDB 同样快，即便在高负荷之下也是如此。不过在处理巨大的写入载入时，RDB 能够提供更有保证的最大延迟时间（ latency）。
• AOF 在过去曾经发生过这样的 bug ：由于个别命令的缘由，致使 AOF 文件在从新载入时，没法将数据集恢复成保存时的原样。（举个例子，阻塞命令BRPOPLPUSH就曾经引发过这样的 bug 。）测试套件里为这种状况添加了测试：它们会自动生成随机的、复杂的数据集，并经过从新载入这些数据来确保一切正常。虽然这种bug 在 AOF 文件中并不常见，可是对比来讲，RDB 几乎是不可能出现这种bug 的。

Redis的复制：

    一个Master能够有多个Slave

    支持链式复制

    Master以非阻塞方式同步数据至slave

Redis的sentinel：

     用于管理多个redis服务实现HA

     监控、通知、自动故障转移

     流言协议、投票协议

Clustering：集群

      分布式数据库，经过分片机制进行数据分析，Clustering内的每一个节点仅存数据库的一部分数据。

      每一个节点持有全局元数据，但只有部分数据。

redis面试总结

1. 使用Redis有哪些好处？

(1) 速度快，由于数据存在内存中，相似于HashMap，HashMap的优点就是查找和操做的时间复杂度都是O(1)

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

(3) 支持事务，操做都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么所有执行，要么所有不执行

(4) 丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过时时间，过时后将会自动删除

2. redis相比memcached有哪些优点？

(1) memcached全部的值均是简单的字符串，redis做为其替代者，支持更为丰富的数据类型

(2) redis的速度比memcached快不少

(3) redis能够持久化其数据

3. redis常见性能问题和解决方案：

(1) Master最好不要作任何持久化工做，如RDB内存快照和AOF日志文件

(2) 若是数据比较重要，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链接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内

(4) 尽可能避免在压力很大的主库上增长从库

(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。若是Master挂了，能够马上启用Slave1作Master，其余不变。

http://blog.csdn.NET/guchuanyun111/article/category/6335900

（1）什么是redis?

Redis 是一个基于内存的高性能key-value数据库。 (有空再补充，有理解错误或不足欢迎指正)

（2）Reids的特色

Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库，很像memcached，整个数据库通通加载在内存当中进行操做，按期经过异步操做把数据库数据flush到硬盘上进行保存。由于是纯内存操做，Redis的性能很是出色，每秒能够处理超过 10万次读写操做，是已知性能最快的Key-Value DB。
Redis的出色之处不只仅是性能，Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构，此外单个value的最大限制是1GB，不像 memcached只能保存1MB的数据，所以Redis能够用来实现不少有用的功能，比方说用他的List来作FIFO双向链表，实现一个轻量级的高性 能消息队列服务，用他的Set能够作高性能的tag系统等等。另外Redis也能够对存入的Key-Value设置expire时间，所以也能够被看成一 个功能增强版的memcached来用。
Redis的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制，不能用做海量数据的高性能读写，所以Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操做和运算上。

（3）Redis支持的数据类型

Redis经过Key-Value的单值不一样类型来区分, 如下是支持的类型:
Strings
Lists
Sets 求交集、并集
Sorted Set
hashes

（4）为何redis须要把全部数据放到内存中？

Redis为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中，并经过异步的方式将数据写入磁盘。因此redis具备快速和数据持久化的特征。若是不将数据放在内存中，磁盘I/O速度为严重影响redis的性能。在内存愈来愈便宜的今天，redis将会愈来愈受欢迎。
若是设置了最大使用的内存，则数据已有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。

（5）Redis是单进程单线程的

redis利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销

（6）虚拟内存

当你的key很小而value很大时,使用VM的效果会比较好.由于这样节约的内存比较大.
当你的key不小时,能够考虑使用一些很是方法将很大的key变成很大的value,好比你能够考虑将key,value组合成一个新的value.
vm-max-threads这个参数,能够设置访问swap文件的线程数,设置最好不要超过机器的核数,若是设置为0,那么全部对swap文件的操做都是串行的.可能会形成比较长时间的延迟,可是对数据完整性有很好的保证.

本身测试的时候发现用虚拟内存性能也不错。若是数据量很大，能够考虑分布式或者其余数据库

（7）分布式

redis支持主从的模式。原则：Master会将数据同步到slave，而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会链接master来同步数据。

这是一个典型的分布式读写分离模型。咱们能够利用master来插入数据，slave提供检索服务。这样能够有效减小单个机器的并发访问数量

（8）读写分离模型

经过增长Slave DB的数量，读的性能能够线性增加。为了不Master DB的单点故障，集群通常都会采用两台Master DB作双机热备，因此整个集群的读和写的可用性都很是高。
读写分离架构的缺陷在于，无论是Master仍是Slave，每一个节点都必须保存完整的数据，若是在数据量很大的状况下，集群的扩展能力仍是受限于单个节点的存储能力，并且对于Write-intensive类型的应用，读写分离架构并不适合。

（9）数据分片模型

为了解决读写分离模型的缺陷，能够将数据分片模型应用进来。

能够将每一个节点当作都是独立的master，而后经过业务实现数据分片。

结合上面两种模型，能够将每一个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。

（10）Redis的回收策略

• volatile-lru：从已设置过时时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰

• volatile-ttl：从已设置过时时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过时的数据淘汰

• volatile-random：从已设置过时时间的数据集（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

  • 1. 使用Redis有哪些好处？

    (1) 速度快，由于数据存在内存中，相似于HashMap，HashMap的优点就是查找和操做的时间复杂度都是O(1)

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

    (3) 支持事务，操做都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么所有执行，要么所有不执行

    (4) 丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过时时间，过时后将会自动删除

    
    

    2. redis相比memcached有哪些优点？

    (1) memcached全部的值均是简单的字符串，redis做为其替代者，支持更为丰富的数据类型

    (2) redis的速度比memcached快不少

    (3) redis能够持久化其数据

    
    

    3. redis常见性能问题和解决方案：

    (1) Master最好不要作任何持久化工做，如RDB内存快照和AOF日志文件

    (2) 若是数据比较重要，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链接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内

    (4) 尽可能避免在压力很大的主库上增长从库

    (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。若是Master挂了，能够马上启用Slave1作Master，其余不变。

    
    

    
    

    4. MySQL里有2000w数据，redis中只存20w的数据，如何保证redis中的数据都是热点数据

    相关知识：redis 内存数据集大小上升到必定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。redis 提供 6种数据淘汰策略：

    voltile-lru：从已设置过时时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰

    volatile-ttl：从已设置过时时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过时的数据淘汰

    volatile-random：从已设置过时时间的数据集（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

    5. Memcache与Redis的区别都有哪些？

    1)、存储方式

    Memecache把数据所有存在内存之中，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)、使用底层模型不一样

    它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通讯的应用协议不同。

    Redis直接本身构建了VM 机制 ，由于通常的系统调用系统函数的话，会浪费必定的时间去移动和请求。

    4），value大小

    redis最大能够达到1GB，而memcache只有1MB

    
    

    
    

    6. Redis 常见的性能问题都有哪些？如何解决？

    1).Master写内存快照，save命令调度rdbSave函数，会阻塞主线程的工做，当快照比较大时对性能影响是很是大的，会间断性暂停服务，因此Master最好不要写内存快照。

    2).Master AOF持久化，若是不重写AOF文件，这个持久化方式对性能的影响是最小的，可是AOF文件会不断增大，AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。Master最好不要作任何持久化工做，包括内存快照和AOF日志文件，特别是不要启用内存快照作持久化,若是数据比较关键，某个Slave开启AOF备份数据，策略为每秒同步一次。

    3).Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件，AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源，致使服务load太高，出现短暂服务暂停现象。

    4). Redis主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和链接的稳定性，Slave和Master最好在同一个局域网内

    
    

    
    

    7, redis 最适合的场景

    Redis最适合全部数据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异，那么可能你们就会有疑问，彷佛Redis更像一个增强版的Memcached，那么什么时候使用Memcached,什么时候使用Redis呢?

    若是简单地比较Redis与Memcached的区别，大多数都会获得如下观点：

    1 、Redis不只仅支持简单的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，能够将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候能够再次加载进行使用。

    （1）、会话缓存（Session Cache）

    最经常使用的一种使用Redis的情景是会话缓存（session cache）。用Redis缓存会话比其余存储（如Memcached）的优点在于：Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时，若是用户的购物车信息所有丢失，大部分人都会不高兴的，如今，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以外，Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题，即便重启了Redis实例，由于有磁盘的持久化，用户也不会看到页面加载速度的降低，这是一个极大改进，相似PHP本地FPC。

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

    此外，对WordPress的用户来讲，Pantheon有一个很是好的插件 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势是提供 list 和 set 操做，这使得Redis能做为一个很好的消息队列平台来使用。Redis做为队列使用的操做，就相似于本地程序语言（如Python）对 list 的 push/pop 操做。

    若是你快速的在Google中搜索“Redis queues”，你立刻就能找到大量的开源项目，这些项目的目的就是利用Redis建立很是好的后端工具，以知足各类队列需求。例如，Celery有一个后台就是使用Redis做为broker，你能够从这里去查看。

    （4），排行榜/计数器

    Redis在内存中对数字进行递增或递减的操做实现的很是好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得咱们在执行这些操做的时候变的很是简单，Redis只是正好提供了这两种数据结构。因此，咱们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–咱们称之为“user_scores”，咱们只须要像下面同样执行便可：

    固然，这是假定你是根据你用户的分数作递增的排序。若是你想返回用户及用户的分数，你须要这样执行：

    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，你能够在这里看到。

    （5）、发布/订阅

    最后（但确定不是最不重要的）是Redis的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实很是多。我已看见人们在社交网络链接中使用，还可做为基于发布/订阅的脚本触发器，甚至用Redis的发布/订阅功能来创建聊天系统！（不，这是真的，你能够去核实）。

    Redis提供的全部特性中，我感受这个是喜欢的人最少的一个，虽然它为用户提供若是此多功能。