Redis相关问题

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-05-13 01:06 136阅读 0赞

# 一、Redis简介 #

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（Strings），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采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库，由C语言编写，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS（每秒内查询次数）。

# 二、Redis为什么那么快 #

1)、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)；

2)、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；

3)、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；

4)、使用多路I/O复用模型，非阻塞IO；

5)、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；

# 三、为什么Redis是单线程的 #

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.

# 四、Redis [IO多路复用技术][IO](epoll实现) #

redis的io模型主要是基于epoll实现的，不过它也提供了 select和kqueue的实现，默认采用epoll。  
那么epoll到底是个什么东西呢？ 其实只是众多i/o多路复用技术当中的一种而已，但是相比其他io多路复用技术(select, poll等等)，epoll有诸多优点：  
　　1. epoll 没有最大并发连接的限制，上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于 2048, 一般来说这个数目和系统内存关系很大 ，具体数目可以 cat /proc/sys/fs/file-max 察看。  
　　2. 效率提升， Epoll 最大的优点就在于它只管理“活跃”的连接 ，而跟连接总数无关，因此在实际的网络环境中，Epoll 的效率就会远远高于 select 和 poll 。  
　　3. 内存拷贝， Epoll 在这点上使用了“共享内存 ”

# 五、Redis缓存淘汰策略 #

1)常用的淘汰算法：  
  
FIFO：First In First Out，先进先出。判断被存储的时间，离目前最远的数据优先被淘汰。  
LRU：Least Recently Used，最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。  
LFU：Least Frequently Used，最不经常使用。在一段时间内，数据被使用次数最少的，优先被淘汰。

2)Redis提供的六种淘汰策略：  
  
noeviction：达到内存限额后返回错误，客户尝试可以导致更多内存使用的命令（大部分写命令，但DEL和一些例外）  
allkeys-lru：为了给新增加的数据腾出空间，驱逐键先试图移除一部分最近使用较少的（LRC）。  
volatile-lru：为了给新增加的数据腾出空间，驱逐键先试图移除一部分最近使用较少的（LRC），但只限于过期设置键。  
allkeys-random: 为了给新增加的数据腾出空间，驱逐任意键  
volatile-random: 为了给新增加的数据腾出空间，驱逐任意键，但只限于有过期设置的驱逐键。  
volatile-ttl: 为了给新增加的数据腾出空间，驱逐键只有秘钥过期设置，并且首先尝试缩短存活时间的驱逐键  
[参考链接][Link 1]

[IO]: https://blog.csdn.net/wxy941011/article/details/80274233
[Link 1]: https://blog.csdn.net/chenyao1994/article/details/79491337