Redis是啥

Redis是一個(gè)開(kāi)源的key-value存儲(chǔ)系統(tǒng)隘马，由于擁有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)免钻，又被其作者戲稱(chēng)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器盏袄。它屬于NoSQL(Not Only SQL)數(shù)據(jù)庫(kù)中的鍵值(Key-Value)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)薪前，即它屬于與MySQL和Oracle等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)不同的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)奏篙。它與memcached類(lèi)似柴淘，但是優(yōu)于memcached迫淹。

Redis和Memocache的區(qū)別

1.Memocache僅支持字符串類(lèi)型，而redis支持豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型
2.Redis 支持兩種持久化策略：RDB 快照和 AOF 日志为严，而 Memcached 不支持持久化敛熬。
3.Redis Cluster 實(shí)現(xiàn)了分布式的支持，Memocache不支持

Redis的應(yīng)用場(chǎng)景

1.用于持久化存儲(chǔ)：由于Redis擁有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第股，所以可以存儲(chǔ)多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)应民。同時(shí)，它在存儲(chǔ)與獲取某些數(shù)據(jù)的效率方面也優(yōu)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)夕吻。
2.用于數(shù)據(jù)緩存：Redis最適合所有數(shù)據(jù)in-momory的場(chǎng)景诲锹。

Redis的優(yōu)點(diǎn)

1.性能好，讀寫(xiě)速率快
2.擁有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉馅，可以存儲(chǔ)多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)（相對(duì)于memocached來(lái)說(shuō)）
3.操作都是原子性的操作归园，不用擔(dān)心并發(fā)問(wèn)題，還支持多個(gè)操作合并的原子操作
4.擁有其他豐富的特性稚矿，比如給key設(shè)置expire過(guò)期時(shí)間

Redis對(duì)大小寫(xiě)不敏感

Redis為什么快

1庸诱、完全基于內(nèi)存，絕大部分請(qǐng)求是純粹的內(nèi)存操作晤揣，非城潘快速。數(shù)據(jù)存在內(nèi)存中昧识，類(lèi)似于HashMap钠四，HashMap的優(yōu)勢(shì)就是查找和操作的時(shí)間復(fù)雜度都是O(1)；

2跪楞、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缀去，對(duì)數(shù)據(jù)操作也簡(jiǎn)單，Redis中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是專(zhuān)門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)的习霹；

3朵耕、采用單線(xiàn)程，避免了不必要的上下文切換和競(jìng)爭(zhēng)條件淋叶，也不存在多進(jìn)程或者多線(xiàn)程導(dǎo)致的切換而消耗 CPU阎曹，不用去考慮各種鎖的問(wèn)題，不存在加鎖釋放鎖操作煞檩，沒(méi)有因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)死鎖而導(dǎo)致的性能消耗处嫌；

4、使用多路I/O復(fù)用模型斟湃，非阻塞IO熏迹；

5、使用底層模型不同凝赛，它們之間底層實(shí)現(xiàn)方式以及與客戶(hù)端之間通信的應(yīng)用協(xié)議不一樣注暗，Redis直接自己構(gòu)建了VM 機(jī)制 坛缕，因?yàn)橐话愕南到y(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的話(huà)，會(huì)浪費(fèi)一定的時(shí)間去移動(dòng)和請(qǐng)求捆昏；

Redis為什么是單線(xiàn)程

官方FAQ表示赚楚，因?yàn)镽edis是基于內(nèi)存的操作，CPU不是Redis的瓶頸骗卜，Redis的瓶頸最有可能是機(jī)器內(nèi)存的大小或者網(wǎng)絡(luò)帶寬宠页。既然單線(xiàn)程容易實(shí)現(xiàn)，而且CPU不會(huì)成為瓶頸寇仓，那就順理成章地采用單線(xiàn)程的方案了（畢竟采用多線(xiàn)程會(huì)有很多麻煩＞倩А）
另，采用單線(xiàn)程發(fā)揮不出多核cpu的性能遍烦，不過(guò)可以通過(guò)在單機(jī)開(kāi)多個(gè)redis來(lái)完善

數(shù)據(jù)類(lèi)型

String

字符串是Redis的一種最基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型俭嘁。Redis字符串是二進(jìn)制安全的，這意味著一個(gè)Redis字符串能包含任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)服猪。一個(gè)字符串類(lèi)型的變量最多能存儲(chǔ)512M字節(jié)的內(nèi)容兄淫。

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底層實(shí)現(xiàn)

簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串

常用的操作

• get(key)：返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中名稱(chēng)為key的string的value
• getset(key, value)：給名稱(chēng)為key的string賦予上一次的value
• mget(key1, key2,…, key N)：返回庫(kù)中多個(gè)string（它們的名稱(chēng)為key1，key2…）的value
• setnx(key, value)：如果不存在名稱(chēng)為key的string蔓姚，則向庫(kù)中添加string，名稱(chēng)為key慨丐，值為value
• setex(key, time, value)：向庫(kù)中添加string（名稱(chēng)為key坡脐，值為value）同時(shí)，設(shè)定過(guò)期時(shí)間time
• mset(key1, value1, key2, value2,…key N, value N)：同時(shí)給多個(gè)string賦值房揭，名稱(chēng)為key i的string賦值value i
• msetnx(key1, value1, key2, value2,…key N, value N)：如果所有名稱(chēng)為key i的string都不存在备闲，則向庫(kù)中添加string，名稱(chēng)key i賦值為value i
• incr(key)：名稱(chēng)為key的string增1操作
• incrby(key, integer)：名稱(chēng)為key的string增加integer
• decr(key)：名稱(chēng)為key的string減1操作
• decrby(key, integer)：名稱(chēng)為key的string減少integer
• append(key, value)：名稱(chēng)為key的string的值附加value
• substr(key, start, end)：返回名稱(chēng)為key的string的value的子串

List

Redis中的List是簡(jiǎn)單的字符串列表捅暴，可以按照插入的順序排序恬砂。我們可以添加一個(gè)元素到列表的左邊（頭部）或者是右邊（尾部）。對(duì)應(yīng)的命令為L(zhǎng)PUSH和RPUSH蓬痒。

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底層實(shí)現(xiàn)

鏈表/壓縮列表

常用的操作

• rpush(key, value)：在名稱(chēng)為key的list尾添加一個(gè)值為value的元素
• lpush(key, value)：在名稱(chēng)為key的list頭添加一個(gè)值為value的 元素
• llen(key)：返回名稱(chēng)為key的list的長(zhǎng)度
• lrange(key, start, end)：返回名稱(chēng)為key的list中start至end之間的元素（下標(biāo)從0開(kāi)始泻骤，下同）
• ltrim(key, start, end)：截取名稱(chēng)為key的list，保留start至end之間的元素
• lindex(key, index)：返回名稱(chēng)為key的list中index位置的元素
• lset(key, index, value)：給名稱(chēng)為key的list中index位置的元素賦值為value
• lrem(key, count, value)：刪除count個(gè)名稱(chēng)為key的list中值為value的元素梧奢。count為0狱掂，刪除所有值為value的元素，count>0從頭至尾刪除count個(gè)值為value的元素亲轨，count<0從尾到頭刪除|count|個(gè)值為value的元素
• lpop(key)：返回并刪除名稱(chēng)為key的list中的首元素 rpop(key)：返回并刪除名稱(chēng)為key的list中的尾元素
• blpop(key1, key2,… key N, timeout)：lpop命令的block版本趋惨。即當(dāng)timeout為0時(shí)，若遇到名稱(chēng)為key i的list不存在或該list為空惦蚊，則命令結(jié)束器虾。如果timeout>0讯嫂，則遇到上述情況時(shí)，等待timeout秒兆沙，如果問(wèn)題沒(méi)有解決欧芽，則對(duì)keyi+1開(kāi)始的list執(zhí)行pop操作
• brpop(key1, key2,… key N, timeout)：rpop的block版本。參考上一命令挤悉。
• rpoplpush(srckey, dstkey)：返回并刪除名稱(chēng)為srckey的list的尾元素渐裸，并將該元素添加到名稱(chēng)為dstkey的list的頭部

Hash

Hash是字符串字段和字符串值之間的映射，因此他們是展現(xiàn)對(duì)象的完美數(shù)據(jù)類(lèi)型装悲。一個(gè)帶有一些字段的hash僅僅需要一塊很小的空間存儲(chǔ)昏鹃，因此我們可以存儲(chǔ)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的對(duì)象在一個(gè)小小的redis實(shí)例當(dāng)中。

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底層實(shí)現(xiàn)

字典/壓縮列表

常用操作

• hset(key, field, value)：向名稱(chēng)為key的hash中添加元素field<—>value
• hget(key, field)：返回名稱(chēng)為key的hash中field對(duì)應(yīng)的value
• hmget(key, field1, …,field N)：返回名稱(chēng)為key的hash中field i對(duì)應(yīng)的value
• hmset(key, field1, value1,…,field N, value N)：向名稱(chēng)為key的hash中添加元素field i<—>value i
• hincrby(key, field, integer)：將名稱(chēng)為key的hash中field的value增加integer
• hexists(key, field)：名稱(chēng)為key的hash中是否存在鍵為field的域
• hdel(key, field)：刪除名稱(chēng)為key的hash中鍵為field的域
• hlen(key)：返回名稱(chēng)為key的hash中元素個(gè)數(shù)
• hkeys(key)：返回名稱(chēng)為key的hash中所有鍵
• hvals(key)：返回名稱(chēng)為key的hash中所有鍵對(duì)應(yīng)的value
• hgetall(key)：返回名稱(chēng)為key的hash中所有的鍵（field）及其對(duì)應(yīng)的value

Set（無(wú)序集合）

Redis集合（Set）是一個(gè)無(wú)序的字符串集合诀诊。我們可以在O（1）的時(shí)間復(fù)雜度（無(wú)論集合中有多少元素時(shí)間復(fù)雜度都是常量）完成添加洞渤、刪除或者是查看元素是否存在。Redis集合擁有令人滿(mǎn)意的不允許包含相同成員的屬性属瓣。多次添加相同的元素载迄，最終在集合里面只會(huì)有一個(gè)元素。實(shí)際上說(shuō)這些就是意味著在添加元素的時(shí)候無(wú)須檢測(cè)元素是否存在抡蛙。一個(gè)關(guān)于Redis集合非常有趣的事情就是它支持一些服務(wù)端的命令從現(xiàn)有的集合出發(fā)去進(jìn)行集合運(yùn)算护昧，因此我們可以在非常短的時(shí)間內(nèi)合并(unions)，求交集（intersections）粗截，找出不同的元素（difference of sets）惋耙。

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底層實(shí)現(xiàn)

整數(shù)集合/字典

常用操作

• sadd(key, member)：向名稱(chēng)為key的set中添加元素member
• srem(key, member) ：刪除名稱(chēng)為key的set中的元素member
• spop(key) ：隨機(jī)返回并刪除名稱(chēng)為key的set中一個(gè)元素
• smove(srckey, dstkey, member) ：將member元素從名稱(chēng)為srckey的集合移到名稱(chēng)為dstkey的集合
• scard(key) ：返回名稱(chēng)為key的set的基數(shù)
• sismember(key, member) ：測(cè)試member是否是名稱(chēng)為key的set的元素
• sinter(key1, key2,…key N) ：求交集
• sinterstore(dstkey, key1, key2,…key N) ：求交集并將交集保存到dstkey的集合
• sunion(key1, key2,…key N) ：求并集
• sunionstore(dstkey, key1, key2,…key N) ：求并集并將并集保存到dstkey的集合
• sdiff(key1, key2,…key N) ：求差集
• sdiffstore(dstkey, key1, key2,…key N) ：求差集并將差集保存到dstkey的集合
• smembers(key) ：返回名稱(chēng)為key的set的所有元素
• srandmember(key) ：隨機(jī)返回名稱(chēng)為key的set的一個(gè)元素

Sorted Set（有序集合）

Redis有序集合和普通集合非常類(lèi)似，是一個(gè)沒(méi)有重復(fù)元素的字符串集合熊昌。不同之處在于有序集合的所有成員都關(guān)聯(lián)了一個(gè)評(píng)分绽榛，這個(gè)評(píng)分被用來(lái)按照從最低分到最高分的方式排序集合中的成員。集合的成員是唯一的婿屹，但是評(píng)分可以是重復(fù)的灭美。使用有序集合我們可以用非常快的速度（O(logN)）添加昂利、刪除以及更新元素届腐。因?yàn)樵厥怯行虻模晕覀円部梢院芸斓馗鶕?jù)評(píng)分(score)或者次序(position)來(lái)獲取一個(gè)范圍的元素蜂奸。訪(fǎng)問(wèn)有序集合的中間元素也是非程莶叮快的，因此我們能夠使用有序集合作為一個(gè)沒(méi)有重復(fù)成員的智能列表窝撵。在有序集合中傀顾，我們可以很快捷地訪(fǎng)問(wèn)一切我們所需要的東西：有序的元素、快速的存在性測(cè)試碌奉、快速訪(fǎng)問(wèn)集合的中間元素短曾。簡(jiǎn)而言之寒砖，使用有序集合我們可以完成許多對(duì)性能有極端要求的任務(wù)，而這些任務(wù)是使用其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)很難完成的嫉拐。

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底層實(shí)現(xiàn)

跳表/壓縮鏈表

常用操作

• zadd(key, score, member)：向名稱(chēng)為key的zset中添加元素member哩都，score用于排序。如果該元素已經(jīng)存在婉徘，則根據(jù)score更新該元素的順序漠嵌。
• zrem(key, member) ：刪除名稱(chēng)為key的zset中的元素member
• zincrby(key, increment, member) ：如果在名稱(chēng)為key的zset中已經(jīng)存在元素member，則該元素的score增加increment盖呼；否則向集合中添加該元素儒鹿，其score的值為increment
• zrank(key, member) ：返回名稱(chēng)為key的zset（元素已按score從小到大排序）中member元素的rank（即index，從0開(kāi)始）几晤，若沒(méi)有member元素约炎，返回“nil”
• zrevrank(key, member) ：返回名稱(chēng)為key的zset（元素已按score從大到小排序）中member元素的rank（即index，從0開(kāi)始）蟹瘾，若沒(méi)有member元素圾浅，返回“nil”
• zrange(key, start, end)：返回名稱(chēng)為key的zset（元素已按score從小到大排序）中的index從start到end的所有元素
• zrevrange(key, start, end)：返回名稱(chēng)為key的zset（元素已按score從大到小排序）中的index從start到end的所有元素
• zrangebyscore(key, min, max)：返回名稱(chēng)為key的zset中score >= min且score <= max的所有元素 zcard(key)：返回名稱(chēng)為key的zset的基數(shù) zscore(key, element)：返回名稱(chēng)為key的zset中元素element的score zremrangebyrank(key, min, max)：刪除名稱(chēng)為key的zset中rank >= min且rank <= max的所有元素 zremrangebyscore(key, min, max) ：刪除名稱(chēng)為key的zset中score >= min且score <= max的所有元素

系統(tǒng)管理命令

• exists key:判斷一個(gè)key是否存在。存在返回1憾朴，否則返回0
• del key:刪除一個(gè)key狸捕。成功返回，失敗返回0
• type key:返回key的數(shù)據(jù)類(lèi)型:string众雷、list府寒、set、zset报腔、hash。key不存在返回none
• keys key-pattern:將所有能夠匹配key-pattern的key都列出來(lái)
• randomkey:隨機(jī)返回一個(gè)key,如果此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是空的剖淀，則返回一個(gè)為空的字符串
• clear:清除界面
• rename oldname newname:將key由原來(lái)的oldname改為newname纯蛾，不管此時(shí)newname存不存在
• renamenx oldname newname:將key由原來(lái)的oldname改為newname.如果此時(shí)newname存在則更改失敗
• dbsize:返回當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中key的總數(shù)
  expire key ：限定key的生存時(shí)間，命令的一般形式如expire name 30,意思是值為name的
  key只能存活30秒
• ttl key:返回key剩余存活時(shí)間
• flushdb:清除當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的key
• flushall:清除數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的key
• config get:讀取Redis此時(shí)的配置參數(shù)
• config set:設(shè)置Redis此時(shí)的配置參數(shù)
• auth：密碼認(rèn)證
• info:可以查詢(xún)Redis幾乎所有的信息

使用場(chǎng)景：

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串
2.鏈表
3.字典（Map）
4.跳表
5.整數(shù)集合
6.壓縮列表
7.對(duì)象

簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串(Simple Dynamic String)

雖然Redis是使用C語(yǔ)言編寫(xiě)的纵隔，但是Redis中的字符串類(lèi)型并不是直接搬用C語(yǔ)言的字符串翻诉。

/字符串對(duì)象底層結(jié)構(gòu)/ struct sds{ int len;//buf已占用的空間長(zhǎng)度 int free;//buf中剩余空間長(zhǎng)度 char buf[];//數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 }

• 獲取字符串長(zhǎng)度時(shí)間更快（SDS為O（1）/C語(yǔ)言字符串為O（n））
• 避免了緩沖區(qū)溢出問(wèn)題：當(dāng)我們?cè)趯?duì)SDS進(jìn)行修改之前Redis會(huì)預(yù)先檢查所操作的SDS空間夠不夠。如果不夠捌刮，則會(huì)拓展對(duì)應(yīng)SDS空間之后再進(jìn)行拼接等操作
• 減少修改字符串時(shí)帶來(lái)的內(nèi)存分配問(wèn)題
• 二進(jìn)制安全
• 兼容部分C語(yǔ)言中有關(guān)字符串的函數(shù)

鏈表

Redis中的list底層使用的是雙向鏈表

字典(Map)

在字典中碰煌，一個(gè)key和一個(gè)value關(guān)聯(lián)，并且字典中的每個(gè)key都是獨(dú)一無(wú)二的绅作。

Redis字典使用的哈希表底層結(jié)構(gòu)：

typedef struct dictht { //哈希表數(shù)組 dictEntry **table; //哈希表大小 unsigned long size; //哈希表大小掩碼芦圾，用于計(jì)算索引值 unsigned long sizemask; //該哈希表已有節(jié)點(diǎn)的數(shù)量 unsigned long used; }

哈希表節(jié)點(diǎn)：

typeof struct dictEntry{ //鍵 void *key; //值 union{ void *val; uint64_tu64; int64_ts64; } struct dictEntry *next; }

1.根據(jù)hash算法算出key的hash值然后分配存儲(chǔ)空間(由于哈希表中沒(méi)有記錄鏈表尾節(jié)點(diǎn)的位置，所以是在鏈表的head插入新的節(jié)點(diǎn))俄认；
2.鏈地址法解決hash地址沖突
3.隨著哈希表中節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加个少，適當(dāng)時(shí)候會(huì)進(jìn)行rehash將哈希表的負(fù)載因子保持在一個(gè)合理的范圍

跳表(skiplist)

跳躍表（skiplist）是一種有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)洪乍，它通過(guò)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中維持多個(gè)指向其他節(jié)點(diǎn)的指針，從而達(dá)到快速訪(fǎng)問(wèn)節(jié)點(diǎn)的目的夜焦。跳躍表是一種隨機(jī)化的數(shù)據(jù),跳躍表以有序的方式在層次化的鏈表中保存元素壳澳，效率和平衡樹(shù)媲美 ——查找、刪除茫经、添加等操作都可以在對(duì)數(shù)期望時(shí)間下完成巷波，并且比起平衡樹(shù)來(lái)說(shuō)，跳躍表的實(shí)現(xiàn)要簡(jiǎn)單直觀(guān)得多卸伞。Redis 只在兩個(gè)地方用到了跳躍表抹镊，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)有序集合鍵，另外一個(gè)是在集群節(jié)點(diǎn)中用作內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)瞪慧。
只有當(dāng)有序集合中的元素個(gè)數(shù)大于128時(shí)才會(huì)使用跳表髓考，否則將使用后面提到的壓縮列表

• 跳躍表是有序集合的底層實(shí)現(xiàn)之一
• 主要有zskiplist 和zskiplistNode兩個(gè)結(jié)構(gòu)組成
• 每個(gè)跳躍表節(jié)點(diǎn)的層高都是1至32之間的隨機(jī)數(shù)
• 在同一個(gè)跳躍表中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包含相同的分值弃酌，但每個(gè)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象必須是唯一的
• 節(jié)點(diǎn)按照分值的大小從大到小排序氨菇，如果分值相同，則按成員對(duì)象大小排序
  zskiplist(鏈表)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

typedef struct zskiplist { //表頭節(jié)點(diǎn)和表尾節(jié)點(diǎn) structz skiplistNode *header,*tail; //表中節(jié)點(diǎn)數(shù)量 unsigned long length; //表中層數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)的層數(shù) int level; }zskiplist;

zskiplistNode(節(jié)點(diǎn))數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

typedef struct zskiplistNode{ 　　　//層 struct zskiplistLevel{ 　　　　　//前進(jìn)指針 struct zskiplistNode *forward; 　　　　//跨度 unsigned int span; } level[]; 　　//后退指針 struct zskiplistNode *backward; 　　//分值 double score; 　　//成員對(duì)象 robj *obj; }

整數(shù)集合(Intset)

整數(shù)集合是集合建的底層實(shí)現(xiàn)之一妓湘，當(dāng)一個(gè)集合中只包含整數(shù)查蓉，且這個(gè)集合中的元素?cái)?shù)量不多時(shí)，redis就會(huì)使用整數(shù)集合intset作為集合的底層實(shí)現(xiàn)榜贴。我們可以這樣理解整數(shù)集合豌研，他其實(shí)就是一個(gè)特殊的集合，里面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)只能夠是整數(shù)唬党，并且數(shù)據(jù)量不能過(guò)大鹃共。
整數(shù)集合升級(jí)不僅可以提高靈活性，還能節(jié)約內(nèi)存驶拱。整數(shù)集合是集合鍵的底層實(shí)現(xiàn)之一霜浴。整數(shù)集合的底層實(shí)現(xiàn)為數(shù)組，這個(gè)數(shù)組以有序蓝纲，無(wú)重復(fù)的范式保存集合元素阴孟，在有需要時(shí)，程序會(huì)根據(jù)新添加的元素類(lèi)型改變這個(gè)數(shù)組的類(lèi)型税迷。同時(shí)永丝，升級(jí)操作為整數(shù)集合帶來(lái)了操作上的靈活性，并且盡可能地節(jié)約了內(nèi)存箭养。但是整數(shù)集合只支持升級(jí)操作慕嚷，不支持降級(jí)操作

壓縮列表

壓縮列表是列表鍵和哈希鍵的底層實(shí)現(xiàn)之一。當(dāng)一個(gè)列表鍵只含少量列表項(xiàng)（一般是少于128）時(shí)并且每個(gè)列表項(xiàng)要么就是小整數(shù)，要么就是長(zhǎng)度比較短的字符串闯冷，那么Redis就會(huì)使用壓縮列表來(lái)做列表鍵的底層實(shí)現(xiàn)砂心。
關(guān)于壓縮列表的幾點(diǎn)總結(jié)：

• 壓縮列表是一種為了節(jié)約內(nèi)存而開(kāi)發(fā)的順序型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 壓縮列表被用作列表鍵和哈希鍵的底層實(shí)現(xiàn)之一
• 壓縮列表可以包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以保存一個(gè)字節(jié)數(shù)組或者是整數(shù)值
• 添加新節(jié)點(diǎn)到壓縮列表蛇耀，可能會(huì)引發(fā)連鎖更新操作

Redis持久化

Redis直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存當(dāng)中辩诞，但是并不是所有的數(shù)據(jù)都一直存儲(chǔ)在內(nèi)存中的（這是和memcached相比最大的一個(gè)區(qū)別）。Redis會(huì)緩存所有的key的信息纺涤，但是如果Redis發(fā)現(xiàn)內(nèi)存的使用量超過(guò)了某一個(gè)閾值译暂，就會(huì)觸發(fā)swap操作。Redis會(huì)計(jì)算出哪些key對(duì)應(yīng)的value需要swap到磁盤(pán)撩炊，然后再將這些key對(duì)應(yīng)的value持久化到磁盤(pán)中同時(shí)清除內(nèi)存中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)的value外永。這種特性使得Redis可以保持超過(guò)其機(jī)器本身內(nèi)存大小的數(shù)據(jù)。但是機(jī)器本身的內(nèi)存必須可以有足夠的空間存儲(chǔ)所有的key拧咳，因?yàn)閗ey是不會(huì)進(jìn)行swap操作的伯顶。由于Redis將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)swap到磁盤(pán)中時(shí)，提供服務(wù)的主線(xiàn)程和進(jìn)行swap操作的子線(xiàn)程會(huì)共享這部分內(nèi)存骆膝。如果更新需要swap的數(shù)據(jù)祭衩，Redis將阻塞這個(gè)操作，直至子線(xiàn)程完成swap操作之后才可以進(jìn)行修改
當(dāng)從Redis中讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候阅签，如果讀取的key對(duì)應(yīng)的value不在內(nèi)存中掐暮，那么Redis就要從swap文件加載相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后再返回給請(qǐng)求數(shù)據(jù)的一方政钟。此時(shí)存在一個(gè)I/O線(xiàn)程池的問(wèn)題路克。在默認(rèn)情況下，Redis會(huì)出現(xiàn)阻塞养交，它要完成所有的swap文件的加載之后才會(huì)響應(yīng)精算。這樣的策略在客戶(hù)端數(shù)量較少，進(jìn)行批量操作的時(shí)候比較合適碎连。但是如果將Redis應(yīng)用在一個(gè)大型的網(wǎng)站中灰羽，這顯然是無(wú)法滿(mǎn)足高并發(fā)的需求的。所有Redis允許我們?cè)O(shè)置I/O線(xiàn)程池的大小破花，對(duì)需要從swap文件中加載對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求進(jìn)行并發(fā)操作，減少阻塞時(shí)間疲吸。

Redis提供的兩種持久化方式

RDB快照：

• Redis支持將當(dāng)前的快照存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)文件的持久化機(jī)制座每，即當(dāng)前提到的RDB快照。Redis借助了fork命令的copy on write機(jī)制（私有內(nèi)存非共享內(nèi)存）摘悴。在生成快照時(shí)峭梳，將當(dāng)前進(jìn)程fork出一個(gè)子進(jìn)程。接著在子進(jìn)程中迭代循環(huán)所有的數(shù)據(jù)同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一個(gè)臨時(shí)文件當(dāng)中。當(dāng)數(shù)據(jù)全部處理完之后葱椭，就通過(guò)原子性rename系統(tǒng)調(diào)用將臨時(shí)文件重命名為RDB文件捂寿。值得注意的是，這樣的文件生成機(jī)制可以保證RDB文件不會(huì)壞掉孵运，即Redis的RDB文件總是可用的秦陋。但是，RDB有明顯的不足-----一旦數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題治笨，那么我們的RDB文件中保存的數(shù)據(jù)并不是全新的驳概，從上次RDB文件生成到Redis停機(jī)這段時(shí)間的數(shù)據(jù)全部丟掉了。在某些業(yè)務(wù)下旷赖，這是可以忍受的顺又，我們也推薦這些業(yè)務(wù)使用RDB的方式進(jìn)行持久化，因?yàn)殚_(kāi)啟RDB的代價(jià)并不高等孵。但是對(duì)于另外一些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求極高的應(yīng)用稚照，無(wú)法容忍數(shù)據(jù)丟失的應(yīng)用，RDB就無(wú)能為力了俯萌，所以Redis引入了另一個(gè)重要的持久化機(jī)制：AOF日志果录。
  我們可以通過(guò)Redis的save指令來(lái)配置快照生成的時(shí)機(jī)
  save 900 1 #900秒內(nèi)有一條key數(shù)據(jù)被修改就生成RDB文件

優(yōu)點(diǎn)：

RDB 是一個(gè)非常緊湊（compact）的文件，它保存了 Redis 在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)集绳瘟。 這種文件非常適合用于進(jìn)行備份： 比如說(shuō)雕憔，你可以在最近的 24 小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)備份一次 RDB 文件糖声，并且在每個(gè)月的每一天斤彼，也備份一個(gè) RDB 文件。 這樣的話(huà)蘸泻，即使遇上問(wèn)題琉苇，也可以隨時(shí)將數(shù)據(jù)集還原到不同的版本。
RDB 非常適用于災(zāi)難恢復(fù)（disaster recovery）：它只有一個(gè)文件悦施，并且內(nèi)容都非常緊湊并扇，可以（在加密后）將它傳送到別的數(shù)據(jù)中心，或者亞馬遜 S3 中抡诞。
RDB 可以最大化 Redis 的性能：父進(jìn)程在保存 RDB 文件時(shí)唯一要做的就是 fork 出一個(gè)子進(jìn)程穷蛹，然后這個(gè)子進(jìn)程就會(huì)處理接下來(lái)的所有保存工作，父進(jìn)程無(wú)須執(zhí)行任何磁盤(pán) I/O 操作昼汗。
RDB 在恢復(fù)大數(shù)據(jù)集時(shí)的速度比 AOF 的恢復(fù)速度要快肴熏。

缺點(diǎn)：

如果你需要盡量避免在服務(wù)器故障時(shí)丟失數(shù)據(jù)，那么 RDB 不適合你顷窒。 雖然 Redis 允許你設(shè)置不同的保存點(diǎn)（save point）來(lái)控制保存 RDB 文件的頻率蛙吏， 但是， 因?yàn)镽DB 文件需要保存整個(gè)數(shù)據(jù)集的狀態(tài)， 所以它并不是一個(gè)輕松的操作鸦做。 因此你可能會(huì)至少 5 分鐘才保存一次 RDB 文件励烦。 在這種情況下， 一旦發(fā)生故障停機(jī)泼诱， 你就可能會(huì)丟失好幾分鐘的數(shù)據(jù)坛掠。
每次保存 RDB 的時(shí)候，Redis 都要 fork() 出一個(gè)子進(jìn)程坷檩，并由子進(jìn)程來(lái)進(jìn)行實(shí)際的持久化工作却音。 在數(shù)據(jù)集比較龐大時(shí)， fork() 可能會(huì)非常耗時(shí)矢炼，造成服務(wù)器在某某毫秒內(nèi)停止處理客戶(hù)端系瓢； 如果數(shù)據(jù)集非常巨大，并且 CPU 時(shí)間非常緊張的話(huà)句灌，那么這種停止時(shí)間甚至可能會(huì)長(zhǎng)達(dá)整整一秒夷陋。 雖然 AOF 重寫(xiě)也需要進(jìn)行 fork() ，但無(wú)論 AOF 重寫(xiě)的執(zhí)行間隔有多長(zhǎng)胰锌，數(shù)據(jù)的耐久性都不會(huì)有任何損失骗绕。

AOF日志：

AOF日志是追加寫(xiě)入的日志文件。和一般數(shù)據(jù)庫(kù)的binlog不同的是资昧，AOF文件是可讀性較強(qiáng)的純文本酬土。其中保存的內(nèi)容即Redis一條條的標(biāo)準(zhǔn)指令。但是并不是所有的Redis指令都會(huì)記錄在A(yíng)OF文件中格带，只有會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生修改的指令才會(huì)追加到AOF文件中撤缴。隨著記錄的指令越來(lái)越多，文件會(huì)變得越來(lái)越大叽唱。此時(shí)Redis提供了一個(gè)叫做AOF rewrite的功能屈呕，可以重新生成一份新的并且更小的AOF文件。新的文件中針對(duì)同一條key只記錄了最新的一次數(shù)據(jù)修改的指令棺亭。AOF的文件生成機(jī)制和RDB快照類(lèi)似虎眨。再寫(xiě)入新文件的過(guò)程中，所有操作日志還是會(huì)寫(xiě)到舊的文件當(dāng)中镶摘，同時(shí)會(huì)記錄在內(nèi)存緩沖區(qū)中嗽桩。當(dāng)rewrite操作完成后，會(huì)將所有緩沖區(qū)中的日志一次性寫(xiě)入臨時(shí)文件并調(diào)用原子性的rename命令將新的AOF文件覆蓋舊的AOF文件凄敢。

優(yōu)點(diǎn)：

• 使用 AOF 持久化會(huì)讓 Redis 變得非常耐久（much more durable）：你可以設(shè)置不同的策略碌冶，比如無(wú)fsync ，每秒鐘一次 fsync贡未，或者每次執(zhí)行寫(xiě)入命令時(shí)fsync 种樱。 AOF 的默認(rèn)策略為每秒鐘 fsync一次，在這種配置下俊卤，Redis 仍然可以保持良好的性能嫩挤，并且就算發(fā)生故障停機(jī)，也最多只會(huì)丟失一秒鐘的數(shù)據(jù)fsync 會(huì)在后臺(tái)線(xiàn)程執(zhí)行消恍，所以主線(xiàn)程可以繼續(xù)努力地處理命令請(qǐng)求）岂昭。
• AOF 文件是一個(gè)只進(jìn)行追加操作的日志文件（append only log）， 因此對(duì) AOF 文件的寫(xiě)入不需要進(jìn)行 seek 狠怨， 即使日志因?yàn)槟承┰蚨宋磳?xiě)入完整的命令（比如寫(xiě)入時(shí)磁盤(pán)已滿(mǎn)约啊，寫(xiě)入中途停機(jī)，等等）佣赖， redis-check-aof 工具也可以輕易地修復(fù)這種問(wèn)題恰矩。
• Redis 可以在 AOF 文件體積變得過(guò)大時(shí)，自動(dòng)地在后臺(tái)對(duì) AOF 進(jìn)行重寫(xiě)： 重寫(xiě)后的新 AOF 文件包含了恢復(fù)當(dāng)前數(shù)據(jù)集所需的最小命令集合憎蛤。 整個(gè)重寫(xiě)操作是絕對(duì)安全的外傅，因?yàn)?Redis 在創(chuàng)建新 AOF 文件的過(guò)程中，會(huì)繼續(xù)將命令追加到現(xiàn)有的 AOF 文件里面俩檬，即使重寫(xiě)過(guò)程中發(fā)生停機(jī)萎胰，現(xiàn)有的 AOF 文件也不會(huì)丟失。 而一旦新 AOF 文件創(chuàng)建完畢棚辽，Redis 就會(huì)從舊 AOF 文件切換到新 AOF 文件技竟，并開(kāi)始對(duì)新 AOF 文件進(jìn)行追加操作。
• AOF 文件有序地保存了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行的所有寫(xiě)入操作屈藐， 這些寫(xiě)入操作以 Redis 協(xié)議的格式保存榔组， 因此 AOF 文件的內(nèi)容非常容易被人讀懂， 對(duì)文件進(jìn)行分析（parse）也很輕松估盘。 導(dǎo)出（export） AOF 文件也非常簡(jiǎn)單： 舉個(gè)例子瓷患， 如果你不小心執(zhí)行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重寫(xiě)遣妥， 那么只要停止服務(wù)器擅编， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重啟 Redis 箫踩， 就可以將數(shù)據(jù)集恢復(fù)到 FLUSHALL 執(zhí)行之前的狀態(tài)爱态。

缺點(diǎn)：

• 對(duì)于相同的數(shù)據(jù)集來(lái)說(shuō)，AOF 文件的體積通常要大于 RDB 文件的體積境钟。
• 根據(jù)所使用的 fsync 策略锦担，AOF 的速度可能會(huì)慢于 RDB 。 在一般情況下慨削， 每秒fsync的性能依然非常高洞渔， 而關(guān)閉 fsync 可以讓 AOF 的速度和 RDB 一樣快套媚， 即使在高負(fù)荷之下也是如此。 不過(guò)在處理巨大的寫(xiě)入載入時(shí)磁椒，RDB 可以提供更有保證的最大延遲時(shí)間（latency）堤瘤。
• AOF 在過(guò)去曾經(jīng)發(fā)生過(guò)這樣的 bug ： 因?yàn)閭€(gè)別命令的原因，導(dǎo)致 AOF 文件在重新載入時(shí)浆熔，無(wú)法將數(shù)據(jù)集恢復(fù)成保存時(shí)的原樣本辐。 （舉個(gè)例子，阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾經(jīng)引起過(guò)這樣的 bug 医增。） 測(cè)試套件里為這種情況添加了測(cè)試： 它們會(huì)自動(dòng)生成隨機(jī)的慎皱、復(fù)雜的數(shù)據(jù)集， 并通過(guò)重新載入這些數(shù)據(jù)來(lái)確保一切正常叶骨。 雖然這種 bug 在 AOF 文件中并不常見(jiàn)茫多， 但是對(duì)比來(lái)說(shuō)， RDB 幾乎是不可能出現(xiàn)這種 bug 的忽刽。

appendfsync:控制AOF文件寫(xiě)入磁盤(pán)的時(shí)機(jī)

• appendfsync no:當(dāng)設(shè)置appendfsync為no時(shí)地梨，Redis不會(huì)主動(dòng)調(diào)用fsync去將AOF日志內(nèi)容同步到磁盤(pán)，這完全依賴(lài)于操作系統(tǒng)缔恳。對(duì)于大多數(shù)Linux系統(tǒng)來(lái)說(shuō)宝剖，一般是每30秒進(jìn)行一次fsync，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)同步到磁盤(pán)上歉甚；
• appendfsync everysec:當(dāng)設(shè)置appendfsync為everysec的時(shí)候万细，Redis會(huì)默認(rèn)每隔一秒進(jìn)行一次fsync調(diào)用，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)纸泄。但是當(dāng)這一次的fsync調(diào)用時(shí)長(zhǎng)超過(guò)1秒時(shí)赖钞。Redis會(huì)采取延遲fsync的策略，再等一秒鐘聘裁。也就是在兩秒后再進(jìn)行fsync雪营，這一次的fsync就不管會(huì)執(zhí)行多長(zhǎng)時(shí)間都會(huì)進(jìn)行。這時(shí)候由于在fsync時(shí)文件描述符會(huì)被阻塞衡便，所以當(dāng)前的寫(xiě)操作就會(huì)阻塞献起。所以結(jié)論就是，在絕大多數(shù)情況下镣陕，Redis會(huì)每隔一秒進(jìn)行一次fsync谴餐。在最壞的情況下，兩秒鐘會(huì)進(jìn)行一次fsync操作呆抑。這一操作在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中被稱(chēng)為group commit岂嗓，就是組合多次寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)，一次性將日志寫(xiě)到磁盤(pán)鹊碍。
• 當(dāng)設(shè)置appendfsync為always時(shí)厌殉，每一次寫(xiě)操作都會(huì)調(diào)用一次fsync食绿，這時(shí)數(shù)據(jù)是最安全的，當(dāng)然公罕，由于每次都會(huì)執(zhí)行fsync炫欺，所以其性能也會(huì)受到影響。

主從復(fù)制

為了保證單點(diǎn)故障下的數(shù)據(jù)可用性熏兄，Redis引入了Master節(jié)點(diǎn)和Slave節(jié)點(diǎn)。

image.png

• master節(jié)點(diǎn)可擁有多個(gè)slave節(jié)點(diǎn)
• 除了多個(gè)slave連到相同的master之外树姨，slave也可以連接其他slave形成圖狀結(jié)構(gòu)
• 主從復(fù)制不會(huì)阻塞master摩桶。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)slave與master進(jìn)行初次同步數(shù)據(jù)時(shí)帽揪，master可以繼續(xù)處理client發(fā)來(lái)的請(qǐng)求硝清。相反slave在初次同步數(shù)據(jù)時(shí)則會(huì)阻塞，不能處理client的請(qǐng)求
• 主從復(fù)制可以用來(lái)提高系統(tǒng)的可伸縮性转晰，我們可以用多個(gè)slave專(zhuān)門(mén)用于client的讀請(qǐng)求芦拿，比如sort操作可以使用slave來(lái)處理。也可以用來(lái)做簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)冗余
• 可以在master禁用數(shù)據(jù)持久化查邢，只需要注釋掉master配置文件中的所有save配置蔗崎，然后只在slave上配置數(shù)據(jù)持久化

主從復(fù)制的過(guò)程

當(dāng)設(shè)置好slave服務(wù)器后，slave會(huì)建立和master的連接扰藕，接著發(fā)送sync命令缓苛。無(wú)論是第一次同步建立的連接還是連接斷開(kāi)后的重新連接，master都會(huì)啟動(dòng)一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程邓深，將數(shù)據(jù)庫(kù)快照保存到文件中未桥，同時(shí)master主進(jìn)程會(huì)開(kāi)始收集新的寫(xiě)命令并緩存起來(lái)。后臺(tái)進(jìn)程完成寫(xiě)文件后芥备，master就發(fā)送文件給slave冬耿，slave將文件保存到磁盤(pán)上，然后加載到內(nèi)存并恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)快照到磁盤(pán)上萌壳。接著master就會(huì)把緩存的命令轉(zhuǎn)發(fā)給slave亦镶，而且后續(xù)master收到的寫(xiě)命令都會(huì)通過(guò)開(kāi)始建立的連接發(fā)送給slave。從master到slave的同步數(shù)據(jù)的命令和從client發(fā)送的命令使用相同的協(xié)議格式袱瓮。當(dāng)master和slave的連接斷開(kāi)時(shí)slave可以自動(dòng)重新建立連接染乌。如果master同時(shí)收到多個(gè)slave發(fā)來(lái)的同步連接命令，只會(huì)啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程來(lái)寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像懂讯，然后發(fā)送給所有slave荷憋。

1. 主服務(wù)器創(chuàng)建快照文件，發(fā)送給從服務(wù)器褐望，并在發(fā)送期間使用緩沖區(qū)記錄執(zhí)行的寫(xiě)命令勒庄〈埃快照文件發(fā)送完畢之后，開(kāi)始向從服務(wù)器發(fā)送存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中的寫(xiě)命令实蔽；
2. 從服務(wù)器丟棄所有舊數(shù)據(jù)荡碾，載入主服務(wù)器發(fā)來(lái)的快照文件，之后從服務(wù)器開(kāi)始接受主服務(wù)器發(fā)來(lái)的寫(xiě)命令局装；
3. 主服務(wù)器每執(zhí)行一次寫(xiě)命令坛吁，就向從服務(wù)器發(fā)送相同的寫(xiě)命令。

redis集群相關(guān)：
https://www.zhihu.com/question/21419897

改自：http://www.reibang.com/p/717eaee97444