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Redis（3）—— 持久化、发布订阅

2023-05-16

持久化

Redis是内存数据库，如果不将内存中的数据库状态保存到磁盘中，那么一旦服务器进程退出，服务器中的数据库状态也会消失。所以Redis提供了持久化的功能。

1、RDB（Redis DataBase）

在这里插入图片描述

  • 在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，也就是Snapshot快照，它恢复时是将快照文件直接读到内存中。
  • Redis会单独创建（fork）一个子进程来进程持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结束了，再用这个临时文件替换上一次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保了极高的性能。
  • 如果需要进程大规模数据的恢复，且对数据恢复的完整性不是非常敏感，那RDB方式要比AOF方式更加的高效。RDB的缺点是最后一次持久化后的数据可能丢失。
  • rdb保存的文件是dump.rdb

触发机制

  1. save的规则满足的情况下，会自动触发rdb操作
  2. 执行flushall命令，会触发rdb操作
  3. 对出redis时，也会触发rdb操作

备份会自动生成一个dump.rdb文件

如何恢复rdb文件

  • 只需要将rdb文件放在redis的启动目录下就可以。redis启动时会自动检查dump.rdb文件恢复其中的数 据
127.0.0.1:6379> config get dir
1) "dir"
2) "D:\\redis\\Redis-x64-3.2.100"   # 如果这个目录下存在dump.rdb文件，启动就会根据这个文件恢复数据 123

优点

  1. 适合大规模的数据恢复
  2. 对数据的完整性要求不高

缺点

  1. 需要一定的时间间隔进行操作，如果redis意外宕机，最后一次持久化后的操作数据就没有了
  2. fork进程的时候，会需要占用一定的内存空间

AOF（Append Only File）

追加日志文件

  • 以日志形式将所有写操作的命令都记录下来，（读操作不记录），类似history，恢复时将所有的命令都执行一遍！
  • AOF保存的文件是appendonly.aof
  • Redis启动之初会读取该文件重新构建数据，换言之，redis重启的话就根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。
  • 如果这个aof文件被恶意修改，这个时候redis是启动不起来的，我们需要修复这个aof文件！
  • redis提供的一个工具 redis-check-aof --fix 来修改aof文件
  • 默认是不开启的，我们需要改配置append only改为yes，重启即生效

优点

# appendfsync always #每次修改都会 sync， 消耗性能 
appendfsync everysec # 每秒执行一次 sync，可能会丢弃这1s的数据 
# appendfsync no # 不执行同步 sync
  1. 每一次修改都同步，文件的完整性比较好
  2. 每秒同步一次，可能会丢失1s的数据

缺点

  1. 相对于数据文件来说，aof远远大于rdb
  2. 修复的速度比rdb慢
  3. AOF的运行效率也比rdb慢。

Redis发布订阅

  • Redis发布订阅（pub/sub）是一种消息通信模式 ：发布者(pub)发送消息，订阅者(sub)接受消息。
    应用： 微信、抖音等的关注系统！

Redis客户端可以订阅任意数量的频道。
1、发布/订阅模型
发布/订阅消息图：
在这里插入图片描述
下图展示了频道channel1，以及订阅这个频道的三个客户端 – client2 client5和client1之间的关系：在这里插入图片描述
当有新消息通过PUBLISH命令发送给频道channel1时，这个消息就会被发送给订阅他的三个客户端：
在这里插入图片描述

相关命令

这些命令被广泛用于构建即时通信应用，比如网络聊天室和实时广播、实时提醒
订阅一个或多个符合给定模式的频道：

PSUBSCRIBE pattern [pattern ...]

查看订阅与发布系统状态

PUBSUB subcommand [argument [argument...]]

将信息发送到指定的频道（消息发送者）

PUBLISH channel message

退订所有给定模式的频道

PUNSUBSCRIBE [pattern [pattern ...]]

订阅给定的一个或多个频道的信息

SUBSCRIBE channel [channel...]

退订给定的频道

UNSUBSCRIBE [channel [channel ...]]

测试

在这里插入图片描述

原理

  • Redis是使用C实现的，通过分析Redis源码里pubsub.c文件，了解发布和订阅机制的底层实现，借此加深对Redis的理解。
  • Redis通过PUBLISH、SUBSCRIBE和PSUBSCRIBE等命令实现发布和订阅功能。
  • 通过SUBSCRIBE命令订阅某频道后，redis-server里维护一个字典，字典的键就是一个个channel，而字典的值则是一个链表，链表中保存了所有订阅这个channel的客户端。
  • SUBSCRIBE命令的关键，就是将客户端添加到给定channel的订阅链表中。
  • 通过PUBLISH命令向订阅者发送消息，redis-server会使用给定的频道作为键，在它所维护的channel字典中查找记录了订阅这个频道的所有客户端的链表，遍历这个链表，将消息发布给所有订阅者。
  • Pub/Sub从字面上理解就是发布（Publist）与订阅(Subscribe)，在Redis中，可以设定对某一个key
    值进行消息发布及消息订阅，当一个key值上进行了消息发布后，所有订阅他的客户端都会受到相应的
    消息。这一功能最明显的用法就是用作实时消息系统，比如普通的即时聊天，群聊等功能。

使用场景

  1. 实时消息系统
  2. 实时聊天 – 频道当做聊天室，将信息回显给所有人即可
  3. 订阅，关注系统都是可以用稍微复杂的场景就可以用消息队列中间件
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