【Redis】简单梳理

我会带着你远行 2024-03-30 11:55 57阅读 0赞

### Redis ###

`Redis`是一个开源的内存中的数据结构存储系统，它可以用作：数据库、缓存和消息中间件。它支持多种类型的数据结构，如字符串（`String`），散列（`Hash`），列表（`List`），集合（`Set`）， 有序集合（`Sorted Set`或者是`ZSet`）与范围查询，`Bitmaps`，`Hyperloglogs` 和地理空间（Geospatial）索引半径查询。 其中常见的数据结构类型有：`String`、`List`、`Set`、`Hash`、`ZSet`这**5**种。

Redis 内置了复制（Replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction）， 事务（Transactions） 和不同级别的磁盘持久化（Persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动分区（Cluster）提供高可用性（High Availability）。

> Redis也提供了持久化的选项，这些选项可以让用户将自己的数据保存到磁盘上面进行存储。 根据实际情况，可以每隔一定时间将数据集导出到磁盘（快照），或者追加到命令日志中（AOF只追加文件）， 他会在执行写命令时，将被执行的写命令复制到硬盘里面。您也可以关闭持久化功能，将Redis作为一个高效的网络的缓存数据功能使用。

Redis不使用表，他的数据库不会预定义或者强制去要求用户对Redis存储的不同数据进行关联。

数据库的工作模式按存储方式可分为：硬盘数据库和内存数据库。`Redis 将数据储存在内存里面，读写数据的时候都不会受到硬盘 I/O 速度的限制，所以速度极快`。

### **Redis为什么这么快** ###

*  完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)；
 *  数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；
 *  采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗；
 *  使用多路I/O复用模型，非阻塞IO；
 *  使用底层模型不同，它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样，Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求；

### 多路 I/O 复用模型 ###

多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力，在空闲的时候，会把当前线程阻塞掉，当有一个或多个流有 I/O 事件时，就从阻塞态中唤醒，于是程序就会轮询一遍所有的流（epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流），并且只依次顺序的处理就绪的流，这种做法就避免了大量的无用操作。

这里“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个线程。

采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络 IO 的时间消耗），且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快，也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈，主要由以上几点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。

### Redis为什么是单线程的 ###

> 官方FAQ表示，因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了（毕竟采用多线程会有很多麻烦！）。

1、这里一直在强调的单线程，只是在`处理网络请求`的时候只有一个线程来处理，一个正式的Redis Server运行的时候肯定是不止一个线程的，这里需要大家明确的注意一下！ 例如Redis进行持久化的时候会以子进程或者子线程的方式执行（具体是子线程还是子进程待读者深入研究）

2、从Redis `4.0`版本开始会支持多线程的方式，但是，只是在某一些操作上进行多线程的操作！以后的版本中是否还是单线程的方式需要考证！

### 其它 ###

[Redis哨兵模式][Redis]  
[Redis发布订阅][Redis 1]  
[Redis 主从复制][Redis 2]  
[Redis缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩][Redis 3]

[Redis]: https://blog.csdn.net/weixin_43874301/article/details/112543282
[Redis 1]: https://blog.csdn.net/weixin_43874301/article/details/112470724
[Redis 2]: https://blog.csdn.net/weixin_43874301/article/details/112523401
[Redis 3]: https://blog.csdn.net/weixin_43874301/article/details/112556034