Redis高级功能整理笔记

一、Redis支持的数据类型

String类型：字符串类型是二进制文件，能够将图片和视频存入到string中，string类型支持incr操做，能够用作统计计算

List类型：列表是指key对应的value是一个双向链表结构，能够实现消息队列功能，减轻数据库压力

Set类型：是一种无序集合，在redis内部经过hashtable实现，查找和删除元素的复杂度为0（1），优势：快速查找元素是否存在，用于记录一些不能重复的数据

Sort Set类型：是一种有序集合，经过一个double类型的整数score进行排序，内部经过跳跃表和hashtable组合完成，能够实现一个优先级的队列，好比排行榜

Hash类型：哈希类型是每一个key对应一个hashtable，添加、删除和修改操做的时间复杂度0（1），hash类型适合存储对象

二、Redis排序命令

sort key：不设置任何选项是对集合元素进行简单排序，默认正序

sort key [ASC | DESC | ALPHA]：默认排序ASC（从小到大），DESC（从大到小），ALPHA（字母顺序）

sort key [by pattern]：按照给你模式（parttern）将集合元素内容自合成新key，并按新key对应的内容排序，完成后返回排好序的集合元素。

    举例：

        lpush list 1 从list集合头部添加一个值为1的数据

        lpush list 2 从list集合头部再添加一个值为2的数据

        set name1 102 设置一个name1的key，值为102

        set name2 101 设置一个name2的key，值为101

        sort list by name*：name*表示将list里的元素填充到*，按照name*里面的值进行排序，返回的是排序后的list集合中的元素

sort key [limit start count]：limit选项可以限定返回结果的数据。下标从start开始，获取count个元素

sort key [store dstkey]：按照固定模式排序后，将排序后的集合缓存在dstkey中，能够减小cpu的开销 

三、事务处理

原理：redis接收到一个客户端链接发出的multi命令，此链接会进入一个事务上下文，redis把此链接发来的命令存入一个队列中。当此链接发出exec命令，redis便开始按顺序执行队列中的全部命令，并将全部命令执行结果打包一块儿返回给客户端链接，结束事务上下文。

保证一个client发起事务中的命令能够连续执行，而中间不会插入其余client命令，multi：打开一个务  exec：按顺序执行  discard：取消一个事务。

缺点：某个命令不成功，事务中其余命令正常执行，事务不会回滚。

watch命令监视给定的key，至关于给key加一个乐观锁。

四、两种持久化机制：

快照（snapshotting）：redis数据是保存在内存中，默认是以快照（RDB）的方式将数据持久化到磁盘上。如下是配置文件中的默认配置

save 900 1：表示900秒内若是至少有一个key的值变化，则保存快照

save 300 10：表示300秒内若是至少10个key的值变化，则保存快照

save 60 1000：表示60秒内若是至少有1000个key的值变化，则保存快照

工做原理：redis会fork一个子进程，子进程会将数据写到磁盘上的一个临时rdb文件中。当子进程完成写临时文件，将原来的rdb替换掉。这样的好处是能够copy-on-write。

缺点：若是遇到redis不正常关机，会致使最近的数据会丢失

Append-only file(AOF): 将redis的配置文件中的appendonly yes开启就可使用aof方式持久化。redis每执行一个修改数据的命令，都会添加到aof文件中，当redis重启后，会读取aof文件进行恢复到redis关闭前的最后时刻。

aof三种刷新方式：appendfsync alaways(每次更新操做后手动调用fsync将数据写到磁盘中)、appendfsync eveysec(表示每秒同步一次，推荐)、appendfsync no(等操做系统进行缓存同步到磁盘中)

工做原理：redis会fork一个子进程，子进程将最新的aof写入到一个临时文件，父进程增量的把内存中最新的执行命令写入到就得aof文件，当子进程完成重写临时文件后，父进程收到一个信号，把以前内存中增量的修改写入到临时文件的末尾，而后将aof文件重命名，临时文件重命名，开始向新的aof中写入。

缺点：因为都会存在aof文件中，会致使aof文件愈来愈大，虽然数据不会丢失redis性能会差些。可是能够经过bgrewriteaof命令将当前内存中最短序列的命令写到磁盘中来缩小aof文件的大小。

五、主从同步

特色：一台主服务器能够有对个从服务器。多个从服务器能够链接同一个主服务器外，还能够链接其余从服务器。主从复制不会阻塞主服务器，再同步数据时，只服务器继续能够处理client请求。

过程：

第一阶段

1）slave服务器主动链接到master服务器

2）slave服务器发送sycn命令到master服务器请求同步

3）master服务器备份数据库到rdb文件中（备份期间，会将接收到的命令缓存起来）

4）master服务器把rdb文件传输给slave服务器

5）slave服务器清空数据库数据，把rdb文件导入到数据库中

第二阶段

6）接下来master服务器把用户全部更改数据的操做，经过命令的形式转发给全部slave服务器

7）salve服务器执行master服务器发送过来的命令，就能够实现同步

六、消息订阅

实现原理：当客户端执行subscribe命令订阅频道时，服务器会将客户端与被订阅频道在pubsub_channels字典中进行关联，若是频道已经有其余的订阅者，那么字典必有相应的订阅者链表。

七、虚拟内存（VM）

redis把数据库中的数据存放在内存中，随着数据的不断增长，会致使内存不足的状况，从而可使用VM功能，将不多访问的value保存到磁盘中。VM系统只能把value对应的object交换在磁盘中，而把全部key的object放在内存中，保证了查询性能

交换过程：

1）计算保存这个对象须要占用的swap文件中的多少页

2）在swap文件中寻找一段连续页空间来保存这个对象

3）把对象写入swap文件

阻塞式VM与非阻塞式VM：将配置文件中vm-max-threads设置为0为阻塞式VM，大于0则采用的I/O线程进行交换，只有内存占用超过vm-max-memory设定值时，才会触发VM交换。阻塞式VM优势是简单，当客户端访问被换出的数据或者redis正在将数据换出时，redis将不能处理其余客户端请求，从而阻塞其余客户端

八、内存淘汰

当数据库内存不足时，redis能够采用启用虚拟内存（vm-enabled设置为yes）或者启用内存淘汰（将maxmemory设置大于0的整数）

redis淘汰算法：

1）随机淘汰算法：从数据库中随机删除一个key

2）LRU淘汰算法：从数据库中删除一个最近最少使用的key（memcached只有此方式）

3）TTL淘汰算法：从数据中删除一个最快过时的key

九、对象引用计数

原理：给对象添加一个引用计数器，每当有地方引用它时，计数值就加1，当引用失效时，计数器值就减1，当计数器为0时，将对象从内存中删除

十、自动关闭超时链接

当有一个客户端链接在必定时间内不进行任何操做时，redis自动关闭它，由于redis只能处理有限的客户端链接，这个功能有效的防止一些用户恶意占用链接。开启：timeout设置为大于0的整数

十一、清除过时数据

redis为每一个存储的数据设定一个过时时间，当到达这个设定的过时时间后，redis便会把过时的数据从内存中删除

redis清除过时数据的两个阶段：

1）在定时器中进行：随机删除一些过时数据

2）用户获取数据是进行