之前只是在項(xiàng)目簡(jiǎn)單使用了Redis(只是充當(dāng)緩存層實(shí)現(xiàn))曹洽，對(duì)Redis的體系技術(shù)沒(méi)深入了解尔当，最近時(shí)間比較充裕，所以再次復(fù)習(xí)鞏固Redis酪穿，然后打算寫(xiě)幾篇博客記錄以及分享所復(fù)習(xí)的Redis知識(shí)。

1. Redis從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)：入門(mén)篇
2. Redis從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)：實(shí)戰(zhàn)篇
3. Redis從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)：進(jìn)階篇
4. Redis從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)：完結(jié)篇

Redis從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)：進(jìn)階篇

1. Redis事務(wù)
2. Redis的發(fā)布與訂閱
3. Redis持久化機(jī)制(RDB+AOF)
4. Redis明明是單線程晴裹，為什么性能還那么高(每秒讀寫(xiě)10W次等特性)
5. Redis流水線技術(shù)(管道)

Redis事務(wù)

事務(wù)這個(gè)詞我們應(yīng)該不陌生了被济，我們?cè)谑褂肕ySQL或者Oracle過(guò)程中，都會(huì)開(kāi)啟事務(wù)涧团，直到SQL執(zhí)行完畢才會(huì)關(guān)掉事務(wù)只磷。
可以說(shuō)，事務(wù)是一種保證數(shù)據(jù)安全的機(jī)制泌绣。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中钮追，事務(wù)是一組SQL的集合，要么全部執(zhí)行成功阿迈，要么全部執(zhí)行失敗元媚。
而在Redis中，事務(wù)是一組命令的集合苗沧，這一組命令會(huì)按照順序在隔離的環(huán)境中執(zhí)行刊棕，不受其他客戶(hù)端發(fā)送來(lái)的命令打斷。
下面給出官方解說(shuō)

1. 事務(wù)是一個(gè)單獨(dú)的隔離操作崎页，事務(wù)中的所有命令都會(huì)序列化鞠绰、按順序地執(zhí)行。事務(wù)在執(zhí)行的過(guò)程中飒焦，不會(huì)被其他客戶(hù)端發(fā)送來(lái)的命令請(qǐng)求所打斷蜈膨。
2. 事務(wù)是一個(gè)原子操作，事務(wù)中的命令要么全部被執(zhí)行牺荠，要么全部都不執(zhí)行翁巍。
3. 事務(wù)可以一次執(zhí)行多個(gè)命令。MULTI休雌、EXEC灶壶、DISCARD和WATCH是Redis事務(wù)相關(guān)的命令。
4. 可以把Redis事務(wù)看成四種階段：開(kāi)啟事務(wù)杈曲，命令入隊(duì)驰凛，執(zhí)行事務(wù)胸懈，關(guān)閉事務(wù)。

開(kāi)啟事務(wù)

1. multi命令的執(zhí)行標(biāo)志著事務(wù)開(kāi)啟恰响。

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   

2. multi命令可以將執(zhí)行該命令的客戶(hù)端從非事務(wù)狀態(tài)切換至事務(wù)狀態(tài)趣钱。

命令入隊(duì)

1. 當(dāng)Redis客戶(hù)端處于非事務(wù)狀態(tài)時(shí)，這個(gè)客戶(hù)端的命令會(huì)立即被服務(wù)器執(zhí)行胚宦。
2. 當(dāng)Redis客戶(hù)端切換到事務(wù)狀態(tài)之后首有，服務(wù)器會(huì)根據(jù)這個(gè)客戶(hù)端發(fā)來(lái)的命令做出不同的響應(yīng)。
   如果客戶(hù)端發(fā)送的命令是MULTI枢劝、EXEC井联、DISCARD和WATCH這四個(gè)命令中的一個(gè)，那么服務(wù)器會(huì)立即執(zhí)行這個(gè)命令您旁。
   如果客戶(hù)端發(fā)來(lái)的命令不是這四個(gè)命令烙常，那么服務(wù)器不會(huì)立即執(zhí)行這個(gè)命令，而是將這個(gè)命令放在一個(gè)事務(wù)隊(duì)列中被冒，然后向客戶(hù)端返回QUEUED军掂，表明這個(gè)命令被放入事務(wù)隊(duì)列中了。

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set name xxxq
   QUEUED
   

   在這里插入圖片描述

事務(wù)隊(duì)列

1. 事務(wù)隊(duì)列是一個(gè)以先進(jìn)先出（FIFO）的方式保存入隊(duì)的命令昨悼，較先入隊(duì)的命令放在隊(duì)列的前面，較后入隊(duì)的命令放在隊(duì)列的后面跃洛。

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set name xxxq
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> get name
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> set author zwq
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> get author
   QUEUED
   

2. 服務(wù)器將會(huì)為上面所執(zhí)行的命令創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列率触，如下圖所示：

   
   
   在這里插入圖片描述

執(zhí)行事務(wù)

1. 當(dāng)一個(gè)處于事務(wù)狀態(tài)的客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送EXEC命令時(shí)，服務(wù)器會(huì)立即執(zhí)行這個(gè)命令汇竭，然后執(zhí)行事務(wù)隊(duì)列中保存的所以命令葱蝗，最后將執(zhí)行命令的結(jié)果返回給客戶(hù)端。當(dāng)返回結(jié)果給客戶(hù)端的時(shí)候细燎，這個(gè)事務(wù)也就被關(guān)閉了两曼。

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set name xxxq
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> get name
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> set author zwq
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> get author
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> exec
   1) OK
   2) "xxxq"
   3) OK
   4) "zwq"
   127.0.0.1:6379> get name
   "xxxq"
   

watch命令

1. watch命令是一個(gè)樂(lè)觀鎖。
2. 它可以在EXEC命令執(zhí)行前玻驻，監(jiān)視任意數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)鍵悼凑，并在EXEC命令執(zhí)行時(shí)，檢查監(jiān)視的鍵是否至少有一個(gè)已經(jīng)被修改過(guò)了璧瞬，如果修改過(guò)了户辫，服務(wù)器將拒絕執(zhí)行事務(wù)，并向客戶(hù)端返回代表事務(wù)執(zhí)行失敗的空回復(fù)嗤锉。
3. 下面舉一個(gè)例子渔欢，我開(kāi)啟兩個(gè)Redis客戶(hù)端，第一個(gè)客戶(hù)端使用Watch命令監(jiān)聽(tīng)name和author兩個(gè)Key瘟忱，隨后使用multi命令開(kāi)啟事務(wù)奥额，之后修改name的值苫幢。

   127.0.0.1:6379> watch name author
   OK
   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set name xq
   QUEUED
   

   第二個(gè)客戶(hù)端也執(zhí)行修改name的值。

   127.0.0.1:6379> set name xxxxxq
   OK
   

   然后在第一個(gè)客戶(hù)端執(zhí)行EXEC命令垫挨，發(fā)現(xiàn)此次事務(wù)執(zhí)行失敗态坦。因?yàn)樵趫?zhí)行EXEC命令的時(shí)候，Watch命令監(jiān)聽(tīng)到name已經(jīng)被修改了棒拂，Redis認(rèn)為此次事務(wù)已經(jīng)不安全了伞梯，所以就無(wú)效化事務(wù)隊(duì)列中的所有命令。最后帚屉，name的值為第二個(gè)客戶(hù)端修改的結(jié)果谜诫。

   
   
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Redis的發(fā)布與訂閱

1. Redis的發(fā)布訂閱主要有三個(gè)角色：發(fā)布者，訂閱者攻旦，頻道(消息的載體)喻旷。
2. 頻道是消息的載體，發(fā)布者可以往特定頻道發(fā)送消息牢屋，訂閱者可以訂閱（也可以說(shuō)是監(jiān)聽(tīng)）特定頻道的消息且预，一旦頻道有了新的消息，就會(huì)推送給訂閱者烙无。
3. 最經(jīng)典的應(yīng)用場(chǎng)景就是微博和公眾號(hào)锋谐，任何粉絲只要關(guān)注（訂閱）了某一個(gè)人的微博或者公眾號(hào)，該微博或者公眾號(hào)只有有狀態(tài)更新截酷，都會(huì)將消息推送（發(fā)布）到粉絲....
4. 命令：subscribe channel [channel..]：如subscribe “chat”表示訂閱了"chat"頻道涮拗。

5. 這里還是打開(kāi)兩個(gè)客戶(hù)端，第一個(gè)客戶(hù)端(訂閱者)訂閱chat頻道(當(dāng)執(zhí)行完上面命令的時(shí)候迂苛，第一個(gè)客戶(hù)端處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài))三热，第二個(gè)客戶(hù)端(發(fā)布者)往chat頻道發(fā)送消息，然后第一個(gè)客戶(hù)端就會(huì)立即收到消息三幻。

   
   
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Redis持久化機(jī)制(RDB+AOF)

為什么要將數(shù)據(jù)持久化就漾？假如Redis服務(wù)器重啟了一下，這時(shí)Redis之前緩存的數(shù)據(jù)都會(huì)消失念搬，就得去MySQL等數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)數(shù)據(jù)抑堡，再備份到Redis中，這樣會(huì)導(dǎo)致程序效率低下锁蠕。而將Redis數(shù)據(jù)持久化之后夷野，在重啟Redis服務(wù)器的時(shí)候，只需要將持久化的數(shù)據(jù)拉取到內(nèi)存中即可荣倾，這對(duì)于Redis每秒讀寫(xiě)10次不算什么悯搔。Redis支持兩種持久化方式：RDB，AOF。

RDB

1. RDB（Redis Database）持久化是把當(dāng)前進(jìn)程數(shù)據(jù)生成快照保存在RDB文件的過(guò)程妒貌。
2. RDB持久化生成的RDB文件是一個(gè)經(jīng)過(guò)壓縮的二進(jìn)制文件通危。
3. 觸發(fā)RDB持久化過(guò)程分為手動(dòng)觸發(fā)和自動(dòng)觸發(fā)。

手動(dòng)觸發(fā)

SAVE命令和BGSAVE命令都可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)觸發(fā)灌曙。

save命令

1. 在客戶(hù)端中執(zhí)行save命令菊碟，就會(huì)觸發(fā)Redis的持久化，但同時(shí)也是使Redis處于阻塞狀態(tài)在刺，直到RDB持久化完成逆害，才會(huì)響應(yīng)其他客戶(hù)端發(fā)來(lái)的命令，所以在生產(chǎn)環(huán)境一定要慎用蚣驼。

   
   
   在這里插入圖片描述

bgsave命令

1. 執(zhí)行bgsave命令魄幕，Redis父進(jìn)程判斷當(dāng)前是否有正在執(zhí)行的子進(jìn)程，如RDB/AOF子進(jìn)程颖杏，如果存在直接返回纯陨。
2. 如果沒(méi)有，父進(jìn)程執(zhí)行fork操作創(chuàng)建子進(jìn)程留储，fork操作會(huì)阻塞父進(jìn)程翼抠。父進(jìn)程fork操作執(zhí)行完成后，便不再阻塞父進(jìn)程获讳，可以繼續(xù)響應(yīng)其他命令阴颖。
3. 子進(jìn)程創(chuàng)建RDB文件，根據(jù)父進(jìn)程內(nèi)存生成臨時(shí)快照文件赔嚎，完成后對(duì)原有文件進(jìn)行原子替換膘盖。

4. 子進(jìn)程發(fā)送信號(hào)給父進(jìn)程表示完成，父進(jìn)程更新統(tǒng)計(jì)信息尤误。

   
   
   在這里插入圖片描述

自動(dòng)觸發(fā)

1. 自動(dòng)觸發(fā)的意思是Redis會(huì)判斷是否滿(mǎn)足持久化的條件，滿(mǎn)足則自動(dòng)執(zhí)行bgsave命令進(jìn)行持久化结缚。是否滿(mǎn)足則是通過(guò)Redis核心配置文件redis.conf來(lái)配置的损晤。
2. 接下來(lái)介紹有關(guān)RDB配置的內(nèi)容：

   # RDB 保存的條件
   save 900 1
   save 300 10
   save 60 10000
   
   # bgsave 失敗之后，是否停止持久化數(shù)據(jù)到磁盤(pán)红竭，yes 表示停止持久化尤勋，no 表示忽略錯(cuò)誤繼續(xù)寫(xiě)文件。
   stop-writes-on-bgsave-error yes
   
   # RDB 文件壓縮
   rdbcompression yes
   
   # 寫(xiě)入文件和讀取文件時(shí)是否開(kāi)啟 RDB 文件檢查茵宪，檢查是否有無(wú)損壞最冰，如果在啟動(dòng)是檢查發(fā)現(xiàn)損壞，則停止啟動(dòng)稀火。
   rdbchecksum yes
   
   # RDB 文件名
   dbfilename dump.rdb
   
   # RDB 文件目錄
   dir ./
   

3. save 參數(shù)：它是用來(lái)配置觸發(fā)RDB持久化條件的參數(shù)暖哨，滿(mǎn)足保存條件時(shí)將會(huì)把數(shù)據(jù)持久化到硬盤(pán)，使用的是bgsave命令凰狞。
   save m n：是指在 m 秒內(nèi)篇裁，如果有 n 個(gè)鍵發(fā)生改變沛慢，則自動(dòng)觸發(fā)持久化——bgsave命令。
   save 900 1：表示 900 秒內(nèi)如果至少有 1 個(gè) key 值變化达布，則把數(shù)據(jù)持久化到硬盤(pán)团甲。
   save 300 10：表示 300 秒內(nèi)如果至少有 10 個(gè) key 值變化，則把數(shù)據(jù)持久化到硬盤(pán)黍聂。
   save 60 10000：表示 60 秒內(nèi)如果至少有 10000 個(gè) key 值變化躺苦，則把數(shù)據(jù)持久化到硬盤(pán)。
4. rdbcompression 參數(shù)
   它的默認(rèn)值是yes表示開(kāi)啟RDB文件壓縮产还，Redis會(huì)采用LZF算法進(jìn)行壓縮匹厘。如果不想消耗CPU性能來(lái)進(jìn)行文件壓縮的話(huà)，可以設(shè)置為關(guān)閉此功能雕沉，這樣的缺點(diǎn)是需要更多的磁盤(pán)空間來(lái)保存文件集乔。
5. rdbchecksum 參數(shù)
   它的默認(rèn)值為yes表示寫(xiě)入文件和讀取文件時(shí)是否開(kāi)啟RDB文件檢查，檢查是否有無(wú)損壞坡椒，如果在啟動(dòng)是檢查發(fā)現(xiàn)損壞扰路，則停止啟動(dòng)。

RDB文件的載入

1. 如果Redis開(kāi)啟了AOF持久化功能倔叼，就會(huì)優(yōu)先使用AOF文件來(lái)還原數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)汗唱，因?yàn)锳OF文件的更新頻率比RDB文件的更新頻率高。
2. 只有在AOF持久化關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)丈攒，服務(wù)器才會(huì)使用RDB文件來(lái)還原數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)哩罪。
3. 服務(wù)器在載入RDB文件期間，會(huì)一直處于阻塞狀態(tài)巡验，直到載入工作完成為止际插。

RDB的優(yōu)缺點(diǎn)

1. 優(yōu)點(diǎn)：RDB文件時(shí)一個(gè)緊湊的二進(jìn)制文件，適用備份显设、全量復(fù)制的場(chǎng)景框弛。加載RDB文件恢復(fù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于AOF文件。
2. 缺點(diǎn)：不能實(shí)時(shí)持久化捕捂，數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)高瑟枫。每次BGSAVE創(chuàng)建子進(jìn)程屬于重量級(jí)操作，頻繁執(zhí)行成本高指攒。

AOF

1. AOF（Append Only File）持久化以獨(dú)立日志方式記錄每次寫(xiě)命令慷妙，重啟時(shí)在重新執(zhí)行AOF文件中的命令達(dá)到恢復(fù)數(shù)據(jù)的目的。
2. AOF的主要作用就是解決了數(shù)據(jù)持久化的實(shí)時(shí)性允悦。
3. 被寫(xiě)入AOF文件的所有命令都是以Redis的命令請(qǐng)求協(xié)議格式保存的膝擂，因?yàn)镽edis命令請(qǐng)求協(xié)議格式是純文本格式，所以我們可以直接打開(kāi)一個(gè)AOF文件觀察里面的內(nèi)容。
4. 默認(rèn)情況下AOF功能是關(guān)閉的猿挚。我們需要修改配置文件：appendonly no改為appendonly yes咐旧。

AOF工作流程

1. 命令追加：服務(wù)器執(zhí)行完一個(gè)寫(xiě)命令后，會(huì)以協(xié)議格式將被執(zhí)行的寫(xiě)命令追加到服務(wù)器狀態(tài)的aof_buf緩沖區(qū)末尾绩蜻。
2. 文件同步：AOF緩沖區(qū)根據(jù)對(duì)應(yīng)的策略向硬盤(pán)做同步操作铣墨。
3. 文件重寫(xiě)：隨著AOF越來(lái)越大，需要定期對(duì)AOF文件進(jìn)行重寫(xiě)办绝，達(dá)到壓縮的目的伊约。
4. 重啟加載：當(dāng)Redis重啟時(shí)，可以加載AOF文件進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)孕蝉。

文件同步策略

1. appendfsync always：每次寫(xiě)入都要同步AOF文件屡律，從效率上看，是最慢的降淮，從安全性上看超埋，是最安全的。
2. appendfsync everysec：每1秒鐘同步一次佳鳖，該策略為AOF的缺省策略霍殴。
3. appendfsync no：從不同步。高效但是數(shù)據(jù)不會(huì)被持久化系吩。

Redis明明是單線程来庭，為什么性能還那么高?

1. 純內(nèi)存訪問(wèn)，Redis將所有數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中穿挨，內(nèi)存響應(yīng)的速度非吃鲁冢快。
2. 非阻塞I/O科盛，Redis使用epoll作為I/O多路復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)的帽衙，再加上Redis自身的事件處理模型將epoll中的連接、讀寫(xiě)贞绵、關(guān)閉都轉(zhuǎn)換為事件佛寿，不在網(wǎng)絡(luò)I/O上浪費(fèi)過(guò)多事件。
3. 單線程避免了線程切換和競(jìng)態(tài)產(chǎn)生的消耗但壮。

單線程優(yōu)缺點(diǎn)

1. 單線程可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的實(shí)現(xiàn)。
2. 單線程可以避免競(jìng)態(tài)產(chǎn)生的消耗常侣，鎖和線程切換通常是性能殺手蜡饵。
3. 對(duì)于每個(gè)命令的執(zhí)行時(shí)間有要求，如果某個(gè)命令執(zhí)行過(guò)長(zhǎng)胳施，會(huì)造成其他命令阻塞溯祸，對(duì)于Redis這種高性能的服務(wù)來(lái)說(shuō)是致命的。

Redis流水線(管道)

1. 以前我們每向Redis服務(wù)器發(fā)送一個(gè)命令的時(shí)候，Redis服務(wù)器就會(huì)執(zhí)行該命令焦辅，然后返回結(jié)果給客戶(hù)端博杖。每一次請(qǐng)求與響應(yīng)都會(huì)消耗一些時(shí)間，由于Redis讀寫(xiě)速度很快筷登，所有一旦接收到客戶(hù)端發(fā)來(lái)的命令剃根，就會(huì)立即執(zhí)行并返回結(jié)果。

2. 如果在網(wǎng)絡(luò)差的情況下前方，客戶(hù)端發(fā)送命令給服務(wù)器需要一些時(shí)間狈醉，此時(shí)Redis服務(wù)器一直等待命令的到來(lái)，這個(gè)原因不是Redis的問(wèn)題惠险，而是網(wǎng)絡(luò)差的問(wèn)題苗傅，如果一次性需要發(fā)送上百條命令，都會(huì)出現(xiàn)上述原因班巩，那么效率是非常差的渣慕，所有Redis提供了一個(gè)流水線技術(shù)，也叫管道抱慌，就是能在一次連接上逊桦，執(zhí)行大量的命令，減少客戶(hù)端與服務(wù)器的來(lái)回交互次數(shù)遥缕，大大提升效率卫袒。

   
   
   在這里插入圖片描述
3. 使用Java Jedis模擬批量插入100W條數(shù)據(jù)時(shí)，不使用與使用流水線技術(shù)的差距单匣。

   @Test
   public void pipeline(){
       Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
       //獲取流水線
       Pipeline pipelined = jedis.pipelined();
       //獲取開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間
       long startTime = System.currentTimeMillis();
       IntStream.range(0,1000000).forEach(it -> pipelined.set("batch"+it,it+""));
       List<Object> list = pipelined.syncAndReturnAll();
       //獲取執(zhí)行完畢時(shí)間
       long endTime = System.currentTimeMillis();
       System.out.println(endTime - startTime);
   }
   耗時(shí)：3551毫秒夕凝，3秒多
   

   @Test
   public void set(){
       Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
       long startTime = System.currentTimeMillis();
       IntStream.range(0,1000000).forEach(it -> jedis.set("setBatch"+it,it+""));
       long endTime = System.currentTimeMillis();
       System.out.println(endTime - startTime);
   }
   耗時(shí)：71948毫秒，71秒多
   

流水線總結(jié)

從上面兩個(gè)程序來(lái)看户秤。使用流水線與不使用流水線的差距不是一般的大码秉。

1. 在一般情況下，用戶(hù)每執(zhí)行一個(gè)Redis命令鸡号，客戶(hù)端和服務(wù)器都需要進(jìn)行一次通信：客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送命令請(qǐng)求转砖，而服務(wù)器則會(huì)將執(zhí)行命令所得的結(jié)果返回給客戶(hù)端。
2. 在大多數(shù)情況下鲸伴，執(zhí)行命令時(shí)的絕大部分時(shí)間都耗費(fèi)在發(fā)送命令和接收命令回復(fù)的過(guò)程上府蔗，因此減少客戶(hù)端和服務(wù)器之間的通信次數(shù)，可以有效提高程序的執(zhí)行效率汞窗。3. 流水線功能可以將多條命令打包一起發(fā)送姓赤，并且在一次命令恢復(fù)中包含所有被執(zhí)行命令的結(jié)果，使用這個(gè)功能可以有效提升程序在執(zhí)行多條命令時(shí)的效率仲吏。

總結(jié)

1. Redis進(jìn)階篇就介紹完了不铆，大家覺(jué)得OK的話(huà)蝌焚，不妨來(lái)個(gè)??或者關(guān)注也行。