Redis 基础知识-蒲公英云

redis的特点 | 优点

基于内存，性能极高
支持数据持久化
数据类型丰富
特性丰富，支持事务、管道、发布/订阅、过期删除、支持lua脚本等特性
提供了众多原生的原子性指令

redis常见的使用场景

作为（分布式）缓存，缓存数据库的查询结果
实现分布式系统的数据共享、协调，比如session共享、分布式锁
利用key过期删除的特性，实现数据的过期处理
作为任务队列，实现秒杀、抢购、抢票等功能

redis高性能的原因

镜像问题：redis为什么这么快？redis是单线程的，为什么还那么快？

redis是内存型数据库，完全基于内存，把全量数据存储在内存中，读写速度快；绝大部分请求是纯粹的内存操作，处理快，cpu不是redis的性能瓶颈（不太吃cpu性能）
redis采用键值存储，数据结构经过精心设计，数据结构简单，数据操作也简单，数据存储、查找性能高
底层使用I/O多路复用模型，非阻塞IO，提高了并发
使用单线程处理客户端的请求，避免了线程上下文切换、锁竞争引起的开销

memcache和redis的区别 | redis相比memcached的优势

memcache，mem cache 显然和redis一样是基于内存的

memcache数据类型单一，只支持字符串类型，redis数据类型丰富
都是基于内存的，把全量数据存储在内存中，但redis支持数据持久化，memcache不支持，所以memcache一般只作为缓存使用
redis提供了丰富的特性，功能丰富、扩展性强
redis原生支持集群模式，集成了主从同步、哨兵机制，可用性强；memcached没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据
memcache使用限制较多，比如key不能超过 250 个字节，value不能超过 1M，key 的最大失效时间是 30 天

以上也是redis相比memcached的优势。

如果问题是：你们项目用了redis，为什么不用其他缓存，比如memcached？

还需要结合业务进行分析，比如需要用redis做分布式锁、计数限流，需要用zset做榜单统计热销商品。

redis使用单线程，6.0开始也支持多线程，但默认关闭；memcache使用多线程。在存储的数据量少时，redis性能更高；在存储的数据量大时（超过100K），memcached使用了多线程，性能往往更高。
使用底层模型不同，底层实现方式不同，与客户端之间的通信协议不同

redis的线程模型

redis处理网络请求使用的是单线程模型，通过 IO 多路复用来提高并发。redis内部用于处理网络请求的文件事件处理器（file event handler）是单线程的，所以叫做单线程模型。

文件事件处理器包含 4 个部分

多个 socket
IO 多路复用程序
文件事件分派器
事件处理器（连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器）

文件事件处理器采用 IO 多路复用机制同时监听多个 socket ，将产生事件的 socket 压入队列中，文件事件分派器处理队列中的socket，根据 socket 的事件类型交给对应的事件处理器处理。

redis客户端与redis服务器的一次通信过程
在这里插入图片描述

redis的数据淘汰机制

redis的数据淘汰机制可分为2类

设置了过期时间，过期自动删除（过期删除策略）
redis内存不足，需要淘汰部分数据（内存淘汰策略）

过期删除策略 | key失效机制

redis服务器会自动删除过期的key，使用的删除策略是定期删除+惰性删除

定期删除：间隔指定时间（默认100s），随机抽取一部分设置了过期时间的key，检查是否过期，过期则删除。redis是单线程的，扫描检查设置了过期时间的全部key很耗性能、耗时长，所以折中抽取部分进行检查。
惰性删除：访问key时先检查key是否已过期，过期则删除。

2种共同作用，惰性删除用于兜底，来删除定期删除没有删除的过期的key。

大量的key同时过期，定期删除时容器导致redis服务器卡顿，设置key的过期时间时尽量加一个随机值，以分散过期时间。

内存淘汰策略

redis配置文件中的2个相关配置项

#最大内存占用，单位byte，此处设置为10GB
maxmemory 10737418240
#内存淘汰策略，缺省时默认为noeviction
maxmemory-policy noeviction

内存占用达到maxmemory时，redis会使用指定的内存淘汰策略来回收内存。注意是内存淘汰策略，不是缓存。

redis常用的6种内存淘汰策略

noeviction：no eviction 禁止驱逐，默认策略，只处理读请求以及delete类型的写请求，不处理delete之外的写请求，防止写请求要添加、更新的数据丢失，内存占用达到上限时会出现只能读、不能写（增加、更新）的情况。
allkeys-lru：优先淘汰所有key中最近使用次数少的key。
allkeys-random：在所有的key中随机淘汰一部分key。
volatile-lru：优先淘汰设置了有效期（有效期不为-1）的key中的最近使用次数少的key。
volatile-random：在设置了有效期（有效期不为-1）的key中随机淘汰一部分key。
volatile-ttl：优先淘汰设置了有效期（有效期不为-1）的key中ttl值小（早失效）的key。

allkeys是在所有key中进行淘汰，volatile是只在设置了有效期（有效期不为-1）的key中进行淘汰，lru即Least Recently Used 最近最少使用。

redis实现的lru是近似lru，并非真实lru，不是完全可靠，即实际被淘汰的键并不一定是真正的最久未使用的。如果采用真实lru，对全部键空间进行数据淘汰，内存占用大、耗时长，redis是单线程的，对耗时操作十分谨慎，折中使用了近似lru，以减少内存占用、耗时，并进行了优化，让结果更接近真实的lru。

如果只是把redis作为缓存使用，可以使用noeviction之外的策略，否则尽量使用默认的noeviction，以保证数据不丢失。