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中间件Redis简介

2023-11-08

Redis概述

什么是redis

Redis是一种支持key-value等多种数据结构的高速缓存数据库，用C语言编写

  • 可以用于缓存、事件发布和订阅，高速队列等场景
  • 提供字符串，哈希，列表，队列，集合直接存存取，
  • 基于内存，可以持久化

为什么要使用redis

  • 读写速度非常快
    • 读的速度是每秒11万次，写的速度每秒8万次
  • 支持多种数据类型
    • 支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作
  • 原子性
    • redis的所有操作都是原子性的，同时redis还支持对几个操作全并后的原子性执行
  • 持久化
    • 支持RDB，AOF等持久化方式
  • 支持发布订阅模式
  • 支持分布式服务

Redis是单线程的，Redis是基于内存操作的。

所以Redis的性能瓶颈不是CPU,而是机器内存和网络带宽。

那么为什么Redis的速度如此快呢，性能这么高呢？QPS达到10W+

Redis为什么单线程还这么快？

  • 误区1：高性能的服务器一定是多线程的？
  • 误区2：多线程（CPU上下文会切换！）一定比单线程效率高！

核心：Redis是将所有的数据放在内存中的，所以说使用单线程去操作效率就是最高的，多线程（CPU上下文会切换：耗时的操作！），对于内存系统来说，如果没有上下文切换效率就是最高的，多次读写都是在一个CPU上的，在内存存储数据情况下，单线程就是最佳的方案。

Redis的使用场景

redis应用场景总结redis平时我们用到的地方蛮多的，下面就了解的应用场景做个总结：

热点数据的缓存

缓存是Redis最常见的应用场景，之所有这么使用，主要是因为Redis读写性能优异。而且逐渐有取代memcached，成为首选服务端缓存的组件。而且，Redis内部是支持事务的，在使用时候能有效保证数据的一致性。

作为缓存使用时，一般有两种方式保存数据：

  • 读取前，先去读Redis，如果没有数据，读取数据库，将数据拉入Redis。
  • 插入数据时，同时写入Redis。

方案一：实施起来简单，但是有两个需要注意的地方：

  • 避免缓存击穿。（数据库没有就需要命中的数据，导致Redis一直没有数据，而一直命中数据库。）
  • 数据的实时性相对会差一点。

方案二：数据实时性强，但是开发时不便于统一处理。

当然，两种方式根据实际情况来适用。如：方案一适用于对于数据实时性要求不是特别高的场景。方案二适用于字典表、数据量不大的数据存储。

限时业务的运用

redis中可以使用expire命令设置一个键的生存时间，到时间后redis会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息、手机验证码等业务场景。

计数器相关问题

redis由于incrby命令可以实现原子性的递增，所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

分布式锁

这个主要利用redis的setnx命令进行，setnx："set if not exists"就是如果不存在则成功设置缓存同时返回1，否则返回0 ，这个特性在俞你奔远方的后台中有所运用，因为我们服务器是集群的，定时任务可能在两台机器上都会运行，所以在定时任务中首先 通过setnx设置一个lock， 如果成功设置则执行，如果没有成功设置，则表明该定时任务已执行。 当然结合具体业务，我们可以给这个lock加一个过期时间，比如说30分钟执行一次的定时任务，那么这个过期时间设置为小于30分钟的一个时间就可以，这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。

在分布式锁的场景中，主要用在比如秒杀系统等。

延时操作

比如在订单生产后我们占用了库存，10分钟后去检验用户是够真正购买，如果没有购买将该单据设置无效，同时还原库存。 由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace Notifications功能，允许客户订阅Pub/Sub频道，以便以某种方式接收影响Redis数据集的事件。 所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案，我们在订单生产时，设置一个key，同时设置10分钟后过期， 我们在后台实现一个监听器，监听key的实效，监听到key失效时将后续逻辑加上。

当然我们也可以利用rabbitmq、activemq等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。

排行榜相关问题

关系型数据库在排行榜方面查询速度普遍偏慢，所以可以借助redis的SortedSet进行热点数据的排序。

比如点赞排行榜，做一个SortedSet, 然后以用户的openid作为上面的username, 以用户的点赞数作为上面的score, 然后针对每个用户做一个hash, 通过zrangebyscore就可以按照点赞数获取排行榜，然后再根据username获取用户的hash信息，这个当时在实际运用中性能体验也蛮不错的。

点赞、好友等相互关系的存储

Redis 利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。

在微博应用中，每个用户关注的人存在一个集合中，就很容易实现求两个人的共同好友功能。

简单队列

由于Redis有list push和list pop这样的命令，所以能够很方便的执行队列操作。

Redis基本操作命令

启动

  1. 启动命令默认安装目录：usr/local/bin （/usr 是一个非常重要的目录，类似于windows下的Program Files,存放用户的程序）

  2. redis.conf配置文件

    • daemonize：守护进程模式，控制是否后台默认启动
      • yes-开始：在该模式下，redis会在后台运行，并将进程pid号写入至redis.conf选项 pidfile设置的文件中，此时redis将一直运行，除非手动kill该进程。
      • no-关闭：当daemonize选项设置成no时，当前界面将进入redis的命令行界面，exit强制退出或者关闭 连接工具(putty,xshell等)都会导致redis进程退出。

  3. 通过制定配置文件启动redis服务

    • redis-server hconfig/myredis.conf

  4. 查看redis服务端进程是否开启

    • ps -ef|grep redis

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oQ8GqGGa-1651558279836)(Redis.assets/image-20220105134017082.png)]

  5. 使用redis-cli连接制定的端口号测试，redis的默认端口6379（增加参数 --raw ，可以强制输出中文，不然会乱码）

    • redis-cli -p 6379
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Redis

缓存

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