Redis

高性能 key-value 数据库

• 作为内存级数据库，支持持久化
• 支持多种数据类型
• redis,支持主从备份 master-slave

Redis支持的数据类型

• String类型，二进制安全，可以存储二进制文件，图片等

• Hash，string类型的 key value对集合（非常适合存储对象）

• List,按照插入顺序排序的string类型列表

• Set,是通过hash实现的String类型无序集合（hash O(1)时间复杂的增删改查）

• zset，有序集合，类似set，string的集合，不可以重复，但要关联double类型的分数

• 三种不常用的类型

  • geo 存放地图数据包括经纬度城市。。。
  • hyperloglog 不精确的去重计数
  • bitmap 位图，有限集合

Redis的两种持久化方法

• 为了防止断电等情况，redis数据丢失，持久化，把数据存放到磁盘。

• RDB， redis-database, 快照的方式

  • save命令，会阻塞，不常用
  • bgsave命令，异步操作，rdb中一般会用这种
  • 自动触发，eg. 配置文件内"save m n", m秒内数据n次修改，触发bgsave

• AOF, append-only-file,每一次收到写命令，write到文件中，就是类似记录日志一样。

  • 触发机制
    • 每次都同步，只要发生变化（曾删改），就会同步，性能最差大数据同步好
    • 每一秒同步，异步实现，但可能宕机造成一秒内数据丢失
    • 不同步
  • 优点
    • 更好的数据安全性
  • 缺点
    • aof文件比rdb更大
    • qfs会相对低一些，但也不会太低

  RESP协议

  • RESP 是redis客户端和服务端之前使用的一种通讯协议；

  • RESP 的特点：实现简单、快速解析、可读性好

    • '+' 开头的简单字符串
    • '-' 开头错误
    • ':' 开头整形
    • '$' 批量字符串
    • '*' 开头数组

  Redis 架构模式

  • 单机模式
    • 多个客户端访问一台redis
      • 内容有限（一台计算机考虑成本的化内存就不会太大）
      • 处理能力有限
      • 不高可用（出故障咋整）
  • 主从复制 master - slave （一台主机多台从机，数据相同，一直在同步）
    • master / slave 角色
    • 主从数据相同
    • 降低主机读取压力（从slave读取）
    • 存在问题：
      • 高可用无法保障
      • 写压力大（只能向master写，压力就大了）

• 哨兵模式 💯 Sentinel - Sentinel（哨兵） 单独拿出一组服务器不断的监控主从服务器，必要时候故障修复转移 - 监控，sentinel不断检查主从服务器是否正常工作 - 通知，发现服务器出问题，可以向管理员或其他程序发送通知 - 主服务器出问题，回尝试故障迁移 - 特点 - 高可用 - 监控每个节点 - 自动故障迁移 - 问题 - 主从模式切换需要时间可能回丢失数据

  • 集群,直连 Redis-Cluster, redis 3.0后支持
    • 无中心架构， 没有代理proxy 层
      • 数据按照 slot 存储分布在多个节点，节点间数据共享，可动态调整数据分布。
      • 可扩展性，可线性扩展到 1000 个节点，节点可动态添加或删除。
      • 高可用性，部分节点不可用时，集群仍可用。通过增加 Slave 做备份数据副本

Redis 分布式锁

缓存穿透（故意大量查询不存在的数据）

• 数据不存在，会造成，访问DB后无法缓存到redis，大量访问不存在在的数据，后端DB查询压力比较大
• 解决办法
  • 数据不存在也缓存，设置短的过期时间，或数据真的存在时清除
  • 根据业务过滤，考虑布隆过滤器 bitmap

缓存击穿

• 访问量比较大的数据缓存过期，导致多协程并发的访问数据库同样的数据。
• 解决办法
  • 锁
  • 热点数据过期时间策略

缓存雪崩

• 服务器重启或缓存同时大量失效时，导致服务器需要大量从DB加载数据到缓存，压力过大，甚至宕机。
• 解决办法
  • 限制读取访问数量，加锁，队列等方法，
  • 缓存过期时间随机一些，比入给同一批的缓存时间每个随机增加（0到5秒），使其不在同一时刻爆发。