互联网缓存利器-Redis的使用详解（进阶篇）

朱雀 2021-09-24 13:20 649阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1 前言
 *  2 基于Redis实现分布式锁
 *   *  2.1 什么是分布式锁
     *  2.2 基于Redis实现分布式锁
 *  3 分布式锁的缺陷与高并发下的优化
 *   *  3.1 分布式锁的缺陷
     *  3.2 高并发下分布式锁的优化
 *  4 分布式唯一ID
 *  5 分布式缓存Redis有哪些使用场景
 *  6 缓存有什么用
 *  7 缓存有哪些技术方案
 *  8 Redis缓存穿透 && 缓存击穿 && 缓存雪崩
 *   *  8.1 缓存处理流程
     *  8.2 Redis缓存穿透
     *  8.3 Redis缓存击穿
     *  8.4 Redis缓存雪崩
 *  9 Redis的键空间通知
 *   *  9.1 什么是键空间通知
     *  9.2 开启Redis的键空间通知
     *  9.3 键通知基础示例
 *  10 Redis的持久化
 *   *  10.1 RDB方式实现Redis的持久化
     *   *  10.1.1 RDB方式实现
         *  10.1.2 RDB方式的内部实现原理
         *   *  10.1.2.1 根据配置规则进行自动快照
             *  10.1.2.2 用户执行SAVE或BGSAVE命令
             *  10.1.2.3 执行FLUSHALL命令
             *  10.1.2.4 执行主从复制时
     *  10.2 Redis的持久化AOF方式
     *   *  10.2.1 AOF方式实现Redis的持久化
         *  10.2.2 重写是怎么回事
         *  10.2.3 AOF的重写原理
 *  11 Redis内存回收策略
 *  12 数据库与Redis缓存双写不一致性问题
 *  13 Redis使用管道提升性能
 *   *  13.1 为什么需要使用管道技术
     *  13.2 Redis中如何使用管道技术提升性能
 *  14 基于Redis的主从复制、哨兵模式以及集群的使用

# 1 前言 #

上篇内容[互联网缓存利器-Redis的使用详解（基础篇）][-Redis]中，介绍了Redis的一些基础使用，本文将介绍一些，Redis的高级使用。

**本系列文章，笔者准备对互联网缓存利器Redis的使用，做一下简单的总结，内容大概如下：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">博文内容</th> 
   <th align="left">资源链接</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>Linux环境下搭建Redis基础运行环境</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107298145" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107298145</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>互联网缓存利器-Redis的使用详解（基础篇）</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592368" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592368</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>Redis基础命令使用Api详解</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107593218" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107593218</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>Redis编程客户端Jedis、Lettuce和Redisson的基础使用</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107301988" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107301988</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong><code>互联网缓存利器-Redis的使用详解（进阶篇）</code></strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592336" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592336</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>如何基于Redis实现分布式锁</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592896" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592896</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>基于Redis的主从复制、哨兵模式以及集群的使用，史上最详细的教程来啦~</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107433525" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107433525</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><strong>Redis相关的面试题总结</strong></td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592686" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592686</a></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 2 基于Redis实现分布式锁 #

## 2.1 什么是分布式锁 ##

*  什么是分布式锁  
    关于锁，我们并不陌生，比如Java语言有线程锁，比如：synchronize / Lock等，锁的目的很简单，即在多线程环境下，对共享资源的访问造成的线程安全问题，通过锁的机制来实现资源访问互斥。
    
    **什么是分布式锁呢？为什么我们需要分布式锁？**  
    其实最根本原因就是锁（互斥）的范围发生了改变，因为在分布式架构中，所有的应用都是集群部署多份并且部署在多个不同的机器上，这些应用（进程）是隔离的，在多进程访问共享资源的时候我们需要满足互斥性，就`需要一个所有进程都能看得到的范围`，而这个范围`可以使用Redis本身`或者`zookeeper`或者`数据库等外部设施`，所以我们才需要把锁构建到Redis或者zookeeper或者数据库中。

## 2.2 基于Redis实现分布式锁 ##

Redis里面提供了一些能够实现互斥特性的命令，比如`SETNX` （在key不存在的情况下为key设置值，key存在的话就不设置值），那么我们可以基于这些命令来去实现锁。

**利用Redis实现分布式锁主要用到三个命令：**

*  SETNX设置key及key的值，如果key存在就设置失败，key不存在就设置成功
 *  EXPIRE设置key的过期时间
 *  DEL 删除key

基于Redis实现分布式锁，因为Redis有三个常用的客户端，笔者将以三个客户端为例，分别介绍下，如何`基于Jedis实现分布式锁`、`基于Lettuce实现分布式锁`、`基于Redisson实现分布式锁`。

限于篇幅，这部分内容笔者整理到了另一篇博客中，有需要的童鞋们，可以参考我的另一篇博文中的实现：[如何基于Redis实现分布式锁][Redis]

# 3 分布式锁的缺陷与高并发下的优化 #

## 3.1 分布式锁的缺陷 ##

分布式系统应用中，在进行一些数据安全性要求比较高，用户访问量又比较大的一些场景，比如说`商品的减库存操作`，肯定需要分布式锁，那么只是简单地使用分布式锁，还是存在一些小问题的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtaWxlaGFwcGluZXNz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
上图中，假如说在同一时间，有1000个用户需要下订单，这时候需要进行商品的减库存操作。如果减库存操作需要50ms才能完成，那么系统每秒只能处理20个请求，这样对于系统来说，远远不够的，系统处理的慢，全部处理完1000个下订单请求需要50秒（20/s），1000个客户中好多客户都要等待下订单，这样对于用户来说不是很友好，那么有什么办法可以优化吗？答案是肯定的

## 3.2 高并发下分布式锁的优化 ##

为了解决以上分布式锁应用时的小缺陷，引入`分段锁思想`。

还是上面那个场景，假设刚好有1000个库存，可以够刚才那1000个客户并发请求下单  
**分段锁优化思想如下：**

*  1000个库存，可以分成50段，每段20个库存
 *  随机或轮询算法定位分段
 *  支持同时50个并发下单

假设每个下单耗时50ms，那么50ms就可以支持50个用户下单。  
1s可以下单数 = 1000ms下单=1000/50=20 \* 50=1000个，这样就显著增加了下单系统的吞吐量。

**核心思想就是：** 根据业务情况分段，每个分段都有一把分布式锁，这样用户可以同时请求不同的分段，从而处理不同分段对应的库存，从而达到高并发下的高吞吐量。

**设计图大概如下：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtaWxlaGFwcGluZXNz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 4 分布式唯一ID #

实际开发中，很多时候需要用到`全局唯一性id`。常见的生成全局唯一标识的需求，支付、订单、红包、优惠券、跟踪号、银行申请信用卡等等，有很多场景。

如何基于Redis实现分布式全局唯一Id？

基于Redis实现分布式全局唯一Id，目前互联网公司使用这种方案的还是比较多的。  
**简单说下思路：**  
通过Redis原子操作命令`INCR`和`INCRBY`（redis自增）实现递增，同时`可使用Redis集群提高吞吐量`，集群后每台Redis的初始值为1，2，3，4，5，步长为5

A：1，6，11，16，21
    B：2，7，12，17，22
    C：3，8，13，18，23
    D：4，9，14，19，24
    E：5，10，15，20，25

可以使用`时间戳 + 业务前缀 + redis自增返回的id` ，这样实现的全局唯一Id，可以保证唯一。

# 5 分布式缓存Redis有哪些使用场景 #

# 6 缓存有什么用 #

缓存就是数据的缓冲，当需要读取数据时，首先从缓存中查找需要的数据，找到了直接执行，找不到则再从其他介质（比如磁盘、数据库等）中查找。一般缓存数据存储在RAM内存中，故`从缓存中获取数据，速度极快、效率极高`，可以大大提高系统应用的吞吐量。

`缓存是解决系统性能问题的利器`，就像一把瑞士军刀，锋利强大，可以说缓存在计算机领域处处都有它的身影，比如`CPU缓存`，`磁盘缓存`，`显卡显存`，`操作系统缓存`等。

由于缓存的重要价值，缓存是互联网分布式架构中非常重要、必不可少的一个部分，通过缓存技术来降低后端服务压力，提升系统整体性能，缩短响应时间。特别是在大流量高并发场景下，`缓存可以说是解决大流量高并发，优化系统性能首先要考虑的一个因素`。

曾经有人说，“缓存是万金油，哪里有问题，就把缓存加哪里“，这反应出缓存的重要价值和作用，当然缓存的使用，有时候也会遇到一些问题（比如说数据一致性问题等等），使用的时候还是需要多考虑一下。

# 7 缓存有哪些技术方案 #

*  对于前端而言，有Nginx / squid缓存、CDN缓存
 *  对于应用而言，有`开源框架`、`开源组件`实现的缓存，比如：`MyBatis一级缓存/二级缓存`，`Hibernate一级缓存/二级缓存`，`Guava`、`Ehcache`、`OSCache`等组件实现的内存缓存（单体应用），`google的leveldb`等。
 *  （分布式下）对于服务器而言，有开源的缓存中间件，比如`Redis`、`MemCache`、`Tair（淘宝）`等。

# 8 Redis缓存穿透 && 缓存击穿 && 缓存雪崩 #

## 8.1 缓存处理流程 ##

前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果。

Created with Raphaël 2.2.0开始Redis缓存中是否有数据返回正常数据结束数据库中是否有数据更新缓存数据返回空数据yesnoyesno

## 8.2 Redis缓存穿透 ##

`缓存穿透`是指大量不存在的key请求，由于缓存没有，便开始查询数据库，但数据库也没有查到数据，比如一些恶意攻击、爬虫等造成大量空命中。即：`缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，会导致数据库压力过大，甚至宕机`。

**解决方案：**

*  **方案一：** 缓存空结果，对数据库查询不存在的数据仍然记录在缓存中缓存一条数据，比如缓存一条空值 unknow，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用）。这样可以防止攻击用户反复用不存在的key暴力攻击，这样能有效的减少查询数据库的次数。（`无论如何，要保证数据库的可用性`）
 *  **方案二：** 使用布隆过滤器

## 8.3 Redis缓存击穿 ##

`缓存击穿`是指缓存中没有但数据库中有的数据（一般是缓存时间到期），这时由于并发用户特别多，同时读缓存没读到数据，又同时去数据库去取数据，引起数据库压力瞬间增大，造成过大压力导致数据库不可用的现象。

高并发条件下，对于热点数据（一般地，80%的情况下都是访问某些热点数据，也就是访问某些热点key，其他key访问会比较少），当数据缓存失效的一瞬间，或者刚开始时缓存中还没有对热点数据进行缓存，所有请求都被发送到数据库去查询，导致数据库被压垮。

**解决方案：**

*  **方案一：** 使用全局互斥锁，就是在访问数据库之前都先请求全局锁，获得锁的那个才有资格去访问数据库，其他线程必须等待。由于现在的业务都是分布式的，本地锁没法控制其他服务器也等待，所以要用到全局锁，比如分布式锁。
 *  **方案二：** 对即将过期的数据主动刷新，比如起一个后台定时任务轮询，主动更新缓存数据，保证缓存不会全部失效。
 *  **方案三：** 设置热点数据永远不过期

## 8.4 Redis缓存雪崩 ##

`缓存雪崩`是指：比如我们给所有的数据设置了同样的过期时间，然后`在某一个历史性时刻，整个缓存的数据全部过期了，然后瞬间所有的请求都落到数据库，数据库被压垮`，或者是`缓存发生故障，导致所有的请求都落入到数据库，数据库被压垮`。

简单来说就是，缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间，而查询数据量巨大，引起数据库压力过大甚至宕机。和缓存击穿不同的是，缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库，缓存雪崩更加的严重。

`缓存雪崩的核心就是你的缓存不能用了`，不能用了包含两种情况：  
**突然有一个高并发请求：**

*  我要查的数据都没有缓存，那么都查询数据库，数据库可能被查询宕机
 *  缓存本身就不能用了，比如缓存宕机了，那么也导致所有请求都查询数据库，数据库宕机

**解决方案：**  
**事前：**

*  redis要高可用（搭建集群或者主从哨兵），避免redis不可用
 *  缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生
 *  如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同的缓存数据库中

**事中：**

*  本地ehcache缓存(mybatis二级缓存)+限流&降级（比如返回：系统繁忙，请稍后再试或者网络开小差了等等），避免数据库被压垮
 *  也可以使用极端的处理，把热点数据设置为-1，即永远不过期

**事后：** redis持久化，快速恢复缓存数据  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtaWxlaGFwcGluZXNz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

# 9 Redis的键空间通知 #

## 9.1 什么是键空间通知 ##

`键空间通知`也叫(`Redis Keyspace Notifications`)，是从Redis **2.8.0** 就开始引入的一种特性，`键空间通知允许客户端订阅发布/订阅通道`，以便以某种方式接收影响redis数据集的事件。

**比如：**

*  当指定的key的数据被操作时，redis将发布通知事件
 *  当key过期时，redis将发布通知事件

我们客户端可以订阅通知，当通知发布时候，我们客户端接收到通知，然后以便于我们进行相关业务处理。使用redis的普通pub/sub层传递事件，因此，实现pub/sub的客户机可以使用此功能而无需更多的修改。

Redis目前的订阅与发布功能采取的是发送即忘（`fire and forget`）策略，比如pub/sub客户端断开连接，并在稍后重新连接，则在客户端断开时发布的所有事件都会丢失。如果您的应用程序需要可靠的事件通知，目前是不支持的。Redis作者表示以后会改进这一功能，以支持更可靠的事件通知。

因为开启键空间通知功能需要消耗一些 CPU ， 所以在默认配置下， 该功能处于关闭状态。

## 9.2 开启Redis的键空间通知 ##

**应用步骤：**

*  修改 redis.conf 文件，找到`notify-keyspace-events`配置项，当 notify-keyspace-events 选项的参数为空字符串时，表示功能关闭，当配置项参数不是空字符串时，表示功能开启。
    
    修改了redis配置需要重启一下redis，notify-keyspace-events 的参数可以是以下字符的任意组合， 它**指定了服务器该发送哪些类型的通知：**
    
    **字符发送的通知类型：**  
    K `键空间通知`，所有通知以 `__keyspace@<db>__`为前缀  
    E `键事件通知`，所有通知以`__keyevent@<db>__` 为前缀
    
    `g` DEL 、 EXPIRE 、 RENAME 等类型无关的通用命令的通知  
    `$` 字符串命令的通知：string类型  
    `l` 列表命令的通知：list类型  
    `s` 集合命令的通知：set  
    `h` 哈希命令的通知：hash  
    `z` 有序集合命令的通知：zset  
    `x` 过期事件：每当有过期键被删除时发送  
    `e` 驱逐(evict)事件：每当有键因为 maxmemory 政策而被删除时发送  
    `A` 参数 `g$lshzxe` 的别名
    
    输入的参数中至少要有一个 K 或者 E ， 否则的话， 不管其余的参数是什么， 都不会有任何通知被分发，即`至少要有一个键空间通知或者键事件通知`。
    
    比如：如果只想订阅键空间中和列表相关的通知， 那么参数就应该设为 `Kl`， 诸如此类设置即可。
    
    将参数设为字符串 “`AKE`” 表示发送所有类型的通知。
    
    `注意：` 所有命令都只在键真的被改动了之后，才会产生通知事件。比如说，当SREM key member \[member …\] 试图删除不存在于集合的元素时，删除操作会执行失败，因为没有真正的改动键，所以这一操作不会发送通知。
 *  通知事件的格式  
    事件是用 `__keyspace@DB__:KeyPattern` 或者 `__keyevent@DB__:OpsType` 的格式来发布消息的  
    **参数说明：**  
    `DB表示在第几个库`，`KeyPattern`则是表示需要监控的键模式（可以用通配符）  
    `OpsType则表示操作类型`，因此，如果想要订阅特殊的Key上的事件，应该是订阅keyspace  
    **keyspace@0**:redis:lock\*（指的是redis的key，可以使用正则表达式，比如`*`号表示匹配所有的key）  
    **keyevent@0**:del（redis操作类型）

## 9.3 键通知基础示例 ##

下面，笔者以Jedis客户端为例，看一下如何使用Redis的键通知。

**首先定义一个通知监听器：**

public class NotifyListener extends JedisPubSub { 
    
        /** * 比如有一个程序把redis里面的一个key删除了，那么此时我这个就收到一个通知 * * 比如redis里面的一个key过期了，那么此时我这个就收到一个通知 * * @param pattern * @param channel * @param message */
        @Override
        public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) { 
            System.out.println(pattern + "----" + channel + "-----" + message);
    
            //收到了通知，然后开始实现我们的业务处理；
        }
    }

【测试用例】

public class NotifyTest { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            Jedis jedis = JedisPoolInstance.getJedisPoolInstance().getResource();
    
            //程序运行起来之后，让程序订阅一个频道，当该频道有消息的时候，就会回调我们的NotifyListener监听器的onMessage方法
    
            jedis.psubscribe(new NotifyListener(),
                    "__keyspace@0__:*", "__keyevent@0__:del", "__keyevent@0__:expired", "__keyevent@*__:*");
        }
    }

以上定义，表示监听键空间通知中的所有key，监听了删除事件，过期事件，最后一个`__keyevent@*__:*`表示监听所有的事件。

# 10 Redis的持久化 #

Redis的数据存储在内存中，内存是瞬时的，如果Linux服务宕机或重启，又或者Redis崩溃或重启，所有的内存数据都会丢失，为了解决这个问题，Redis提供两种机制对数据进行持久化，便于恢复数据。一种是`RDB`方式、另一种是`AOF`方式。这两种方式可以结合使用。

## 10.1 RDB方式实现Redis的持久化 ##

Redis Database（RDB），是指在指定的时间间隔内将内存中的`数据集快照`写入磁盘，数据恢复时将快照文件直接再读到内存。

### 10.1.1 RDB方式实现 ###

**如何实现：**  
RDB方式的数据持久化，仅需在redis.conf文件中配置即可。RDB持久化方式默认是开启的，我们安装完Redis后不做配置，它也是会持久化的。  
配置文件搜索 `SNAPSHOTTING` 部分，配置格式：`save <seconds> <changes>`  
save 900 1  
save 300 10  
save 60 10000

**RDB的其它相关配置项：**  
`stop-writes-on-bgsave-error` 取值为yes或no，如果后台最新的保存操作失败，那么Redis将停止接收写操作，Redis保存成功之后，再次接收写操作，默认为yes

`rdbcompression` 取值为yes或no，Redis使用LZF压缩RDB文件，默认为yes

`rdbchecksum` 取值为yes或no，Redis在RDB文件末尾保存一个校验码，在加载RDB文件之前执行校验，如果RDB校验码不匹配，Redis不启动，默认为yes

`dbfilename` 设置RDB的文件名，默认为dump.rdb

`dir` 指定AOF和RDB文件目录

### 10.1.2 RDB方式的内部实现原理 ###

当满足条件时，Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，等到持久化过程都结束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件，整个过程中，主进程是不进行任何关于持久化相关的IO操作的，这就确保了不影响主进程，保证Redis极高的性能。

`如果需要进行大规模数据的恢复，且对于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`。

**Redis会在以下几种情况下对数据进行快照持久化：**

*  根据配置时间规则进行自动快照
 *  用户执行SAVE或者BGSAVE命令
 *  执行FLUSHALL命令
 *  执行复制(replication)时

#### 10.1.2.1 根据配置规则进行自动快照 ####

Redis允许用户自定义快照条件，当符合快照条件时，Redis会自动执行快照操作，快照的条件可以由用户在配置文件中配置，配置格式如下  
配置格式：`save <seconds> <changes>`  
save 900 1  
save 300 10  
save 60 10000  
每条快照规则占一行，每条规则之间是“或”的关系

#### 10.1.2.2 用户执行SAVE或BGSAVE命令 ####

除了让Redis自动进行快照以外，当我们对服务进行重启或者服务器迁移，我们需要人工去备份内存数据到磁盘上，redis提供了`save`和`bgsave`两条命令来完成这个任务 。

*  **save命令**  
    当执行save命令时，Redis同步做快照操作，在快照执行过程中会阻塞所有来自客户端的请求。当redis内存中的数据较多时，通过该命令将导致Redis较长时间的不响应，所以不建议在生产环境上使用这个命令，而是推荐使用 bgsave命令
 *  **bgsave命令**  
    `bgsave`命令可以**在后台异步地进行快照操作**，快照的同时服务器还可以继续响应来自客户端的请求，执行`BGSAVE`后，Redis会立即返回`Background saving started`表示开始执行快照操作。通过`LASTSAVE`命令可以获取最近一次成功执行快照的时间。

#### 10.1.2.3 执行FLUSHALL命令 ####

该`FLUSHALL`命令会清除redis在内存中的所有数据，执行该命令后，只要redis中配置的快照规则不为空，也就是save的规则存在，redis就会执行一次快照操作。不管规则是什么样的都会执行，如果没有定义快照规则，就不会执行快照操作。

与flushall命令类似的，有一个fluashdb命令，`fluashdb`表示清除当前数据库的数据，该命令不会触发持久化操作。

#### 10.1.2.4 执行主从复制时 ####

该操作主要是在主从模式下，redis会在复制初始化时进行自动快照。  
**需要注意的是：** 当执行复制操作时，即使没有定义自动快照规则，并且没有手动执行过快照操作，它仍然会生成 RDB快照文件。

## 10.2 Redis的持久化AOF方式 ##

`AOF即Append-only File（AOF）`，Redis每次接收到一条改变数据的命令时，它将把该命令写到一个AOF文件中（只记录写操作，不记录读操作），当Redis重启时，它通过执行AOF文件中所有的命令来恢复数据。`AOF是在RDB之后出现的一种技术，这种方式的持久化让redis的数据不会丢失`。

当使用Redis存储非临时数据时，一般需要开启AOF持久化来降低Redis故障导致的数据丢失，AOF可以将Redis执行的每一条`写命令`追加到硬盘文件中，这一过程会降低Redis的性能，但大部分情况下这个影响是能够接受的，另外使用较快的硬盘（固态硬盘）可以提高AOF的性能。

### 10.2.1 AOF方式实现Redis的持久化 ###

AOF方式的数据持久化，仅需在redis.conf文件中配置即可，搜索配置文件中的`APPEND ONLY MODE`， `appendonly no` 默认是no，改成yes即开启aof持久化。

**AOF的相关配置选项：**  
`appendonly` 默认是no，改成yes即开启了aof持久化

`appendfilename` 指定AOF文件名，默认文件名为appendonly.aof（`该文件要Redis自己启动创建，测试时发现，自己创建该文件时，无法向文件写入持久化命令`）

`appendfsync` 配置向aof文件写命令数据的**策略：**

*  **no**：不主动进行同步操作，而是完全交由操作系统来做（即每30秒一次），比较快但不是很安全
 *  **always**：每次执行写入都会执行同步，慢一些但是比较安全，数据不会丢失
 *  **everysec**：每秒执行一次同步操作，比较平衡，介于速度和安全之间

`dir` 指定AOF和RDB文件的目录

`auto-aof-rewrite-percentage` 当目前aof文件大小超过上一次重写时的aof文件大小的百分之多少时，会再次进行重写，如果之前没有重写，则以启动时的aof文件大小为依据

`auto-aof-rewrite-min-size` 允许重写的最小AOF文件大小

最后，我们可以同时使用这两种方式，`redis默认优先加载aof文件`。

### 10.2.2 重写是怎么回事 ###

AOF 文件会在操作过程中变得越来越大。比如，如果你做一百次加法计算，最后你只会在数据库里面得到最终的数值(k 100)，但是在你的 AOF 里面会存在 100 次记录，其中 99 条记录对最终的结果是无用的。但 Redis 支持在不影响服务的前提下在后台重构 AOF文件，让文件得以整理变小。

### 10.2.3 AOF的重写原理 ###

重写时，主进程会fork一个子进程出来进行AOF重写，这个重写过程并不是基于原有的aof文件来做的，而是有点类似于快照的方式，全量遍历内存中的所有数据，然后逐个序列到aof文件中。

在fork子进程这个过程中，服务端仍然可以对外提供服务，在重写aof文件的过程中，主进程的数据更新操作，会缓存到`aof_rewrite_buf`中，也就是单独开辟一块缓存来存储重写期间收到的操作命令，当子进程重写完以后再把缓存中的数据追加到新的aof文件。

当所有的数据全部追加到新的aof文件中后，把新的aof文件重命名，此后所有的操作都会被写入新的aof文件。如果在rewrite过程中出现故障，不会影响原来aof文件的正常工作，只有当rewrite完成后才会切换覆盖原来那个文件，因此这个 rewrite过程是比较稳定可靠的。

# 11 Redis内存回收策略 #

Redis中提供了多种内存回收策略，当内存容量不足时，为了保证程序的运行，这时就不得不淘汰内存中的一些对象，释放这些对象占用的空间，那么选择淘汰哪些对象呢？

其中，默认的策略为`noeviction策略`，当内存使用达到阈值的时候，所有引起申请内存的命令会报错。  
首先，需要设置最大内存限制 `maxmemory 5120mb`

**Redis官方：**  
Setting maxmemory to zero results into no memory limits. This is the default behavior for 64 bit systems, while 32 bit systems use an implicit memory limit of 3GB.

**选择的策略类型：**  
`maxmemory-policy noeviction`

noeviction: 默认策略，不淘汰，如果内存已满，添加数据时报错

`allkeys-lru`: 在所有键中，选取最近最少使用的数据淘汰  
`volatile-lru`: 在设置了过期时间的所有键中，选取最近最少使用的数据淘汰

`allkeys-lfu`: 在所有键中，选取最近最不常访问的数据淘汰  
`volatile-lfu`: 在设置了过期时间的所有键中，选取最近最不常访问的数据淘汰

`allkeys-random`: 在所有键中，随机淘汰  
`volatile-random`: 在设置了过期时间的所有键，随机淘汰

`volatile-ttl`: 在设置了过期时间的所有键，存活时间最短的数据淘汰

# 12 数据库与Redis缓存双写不一致性问题 #

更新中…

# 13 Redis使用管道提升性能 #

## 13.1 为什么需要使用管道技术 ##

Redis服务是一种C/S模型，即客户端发起请求，服务端处理并返回结果给客户端，如果Redis客户端要发送很多条请求，后面的请求需要等待前面的请求处理完后才能进行处理，而且每个请求都存在往返时间，即使redis性能极高，当数据量足够大，也会极大影响性能，所以Redis为了改进该问题，引入了`管道技术`。

**管道技术**  
使用管道技术，可以在服务端未及时响应的时候，客户端也可以继续发送命令请求，做到客户端和服务端互不影响，服务端并最终返回所有服务端的响应，大大提高了C/S模型交互的响应速度。（比如批量对Redis操作）

## 13.2 Redis中如何使用管道技术提升性能 ##

**使用方法：**  
在jedis中使用管道`Pipeline`

**Jedis client中使用管道核心代码如下：**

Jedis jedis = new Jedis("10.10.128.10", 6379);
    jedis.auth("123456789");
    
    Pipeline pipeline = jedis.pipelined();
    
    //批量操作
    for (int i=0; i<10000; i++) { 
        pipeline.incr("k");
    }
    pipeline.sync();

**在redisTemplate使用管道Pipeline核心代码如下：**

List<Object> list = redisTemplate.executePipelined(new RedisCallback<Long>() { 
        @Override
        public Long doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException { 
            connection.openPipeline();
            for (int i = 0; i<100000; i++) { 
                String key = "kkk"+i;
                connection.set(key.getBytes(), "1".getBytes());
            }
    	//不能返回非空值
            return null;
        }
    });
    list.forEach((Object obj) -> { 
        System.out.println(obj.toString());
    });

# 14 基于Redis的主从复制、哨兵模式以及集群的使用 #

使用Redis，当然也要保证服务的高可用性。那么如何保证Redis服务的高可用性？

使用基于Redis的主从复制的哨兵模式，Redis cluster集群都可以实现Redis服务的高可用。限于篇幅，这部分内容笔者整理到了另一篇博客中，有需要的老铁们，可以参考我的另一篇博文中的实现：[基于Redis的主从复制、哨兵模式以及集群的使用][Redis 1]

`好啦，本系列Redis使用的核心内容就介绍这么多，后面再出一篇Redis相关的面试题，如果对老铁们有所帮助，欢迎点个赞支持下，您的支持是笔者创作的最大动力！`

**参考资料链接：** [https://blog.csdn.net/kongtiao5/article/details/82771694][https_blog.csdn.net_kongtiao5_article_details_82771694]

> 写博客是为了记住自己容易忘记的东西，另外也是对自己工作的总结，希望尽自己的努力，做到更好，大家一起努力进步！  
>   
> 如果有什么问题，欢迎大家评论，一起探讨，代码如有问题，欢迎各位大神指正！  
>   
> 给自己的梦想添加一双翅膀，让它可以在天空中自由自在的飞翔！

[-Redis]: https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592368
[Redis]: https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107592896
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[Redis 1]: https://blog.csdn.net/smilehappiness/article/details/107433525
[https_blog.csdn.net_kongtiao5_article_details_82771694]: https://blog.csdn.net/kongtiao5/article/details/82771694