Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存,事件发布或订阅,高速队列等场景。支持网络,提供字符串,哈希,列表,队列,集合结构直接存取,基于内存,可持久化。

什么是Redis

Redis是一款内存高速缓存数据库。Redis全称为:Remote Dictionary Server(远程数据服务),使用C语言编写,Redis是一个key-value存储系统(键值存储系统),支持丰富的数据类型,如:String、list、set、zset、hash。

Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存,事件发布或订阅,高速队列等场景。支持网络,提供字符串,哈希,列表,队列,集合结构直接存取,基于内存,可持久化。

官方资料

Redis官网:http://redis.io/

Redis官方文档:http://redis.io/documentation

Redis教程:http://www.w3cschool.cn/redis/redis-intro.html

Redis下载:http://redis.io/download

为什么要使用Redis

一个产品的使用场景肯定是需要根据产品的特性,先列举一下Redis的特点:

  • 读写性能优异
    • Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s (测试条件见下一节)。
  • 数据类型丰富
    • Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
  • 原子性
    • Redis的所有操作都是原子性的,同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
  • 丰富的特性
    • Redis支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等特性。
  • 持久化
    • Redis支持RDB, AOF等持久化方式
  • 发布订阅
    • Redis支持发布/订阅模式
  • 分布式
    • Redis Cluster

(PS: 具体再结合下面的使用场景理解下)

下面是官方的bench-mark根据如下条件获得的性能测试(读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s

  • 测试完成了50个并发执行100000个请求。
  • 设置和获取的值是一个256字节字符串。
  • Linux box是运行Linux 2.6,这是X3320 Xeon 2.5 ghz。
  • 文本执行使用loopback接口(127.0.0.1)。

Redis的使用场景

redis应用场景总结redis平时我们用到的地方蛮多的,下面就了解的应用场景做个总结:

热点数据的缓存

缓存是Redis最常见的应用场景,之所有这么使用,主要是因为Redis读写性能优异。而且逐渐有取代memcached,成为首选服务端缓存的组件。而且,Redis内部是支持事务的,在使用时候能有效保证数据的一致性。

作为缓存使用时,一般有两种方式保存数据:

  • 读取前,先去读Redis,如果没有数据,读取数据库,将数据拉入Redis。
  • 插入数据时,同时写入Redis。

方案一:实施起来简单,但是有两个需要注意的地方:

  • 避免缓存击穿。(数据库没有就需要命中的数据,导致Redis一直没有数据,而一直命中数据库。)
  • 数据的实时性相对会差一点。

方案二:数据实时性强,但是开发时不便于统一处理。

当然,两种方式根据实际情况来适用。如:方案一适用于对于数据实时性要求不是特别高的场景。方案二适用于字典表、数据量不大的数据存储。

限时业务的运用

redis中可以使用expire命令设置一个键的生存时间,到时间后redis会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息、手机验证码等业务场景。

计数器相关问题

redis由于incrby命令可以实现原子性的递增,所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

分布式锁

这个主要利用redis的setnx命令进行,setnx:"set if not exists"就是如果不存在则成功设置缓存同时返回1,否则返回0 ,这个特性在俞你奔远方的后台中有所运用,因为我们服务器是集群的,定时任务可能在两台机器上都会运行,所以在定时任务中首先 通过setnx设置一个lock, 如果成功设置则执行,如果没有成功设置,则表明该定时任务已执行。 当然结合具体业务,我们可以给这个lock加一个过期时间,比如说30分钟执行一次的定时任务,那么这个过期时间设置为小于30分钟的一个时间就可以,这个与定时任务的周期以及定时任务执行消耗时间相关。

在分布式锁的场景中,主要用在比如秒杀系统等。

延时操作

比如在订单生产后我们占用了库存,10分钟后去检验用户是够真正购买,如果没有购买将该单据设置无效,同时还原库存。 由于redis自2.8.0之后版本提供Keyspace Notifications功能,允许客户订阅Pub/Sub频道,以便以某种方式接收影响Redis数据集的事件。 所以我们对于上面的需求就可以用以下解决方案,我们在订单生产时,设置一个key,同时设置10分钟后过期, 我们在后台实现一个监听器,监听key的实效,监听到key失效时将后续逻辑加上。

当然我们也可以利用rabbitmq、activemq等消息中间件的延迟队列服务实现该需求。

排行榜相关问题

关系型数据库在排行榜方面查询速度普遍偏慢,所以可以借助redis的SortedSet进行热点数据的排序。

比如点赞排行榜,做一个SortedSet, 然后以用户的openid作为上面的username, 以用户的点赞数作为上面的score, 然后针对每个用户做一个hash, 通过zrangebyscore就可以按照点赞数获取排行榜,然后再根据username获取用户的hash信息,这个当时在实际运用中性能体验也蛮不错的。

点赞、好友等相互关系的存储

Redis 利用集合的一些命令,比如求交集、并集、差集等。

在微博应用中,每个用户关注的人存在一个集合中,就很容易实现求两个人的共同好友功能。

简单队列

由于Redis有list push和list pop这样的命令,所以能够很方便的执行队列操作。

参考文章

知识体系

知识体系

相关文章

首先,我们通过学习Redis的概念基础,了解它适用的场景。

  • Redis入门 - Redis概念和基础
    • Redis是一种支持key-value等多种数据结构的存储系统。可用于缓存,事件发布或订阅,高速队列等场景。支持网络,提供字符串,哈希,列表,队列,集合结构直接存取,基于内存,可持久化。

其次,这些适用场景都是基于Redis支持的数据类型的,所以我们需要学习它支持的数据类型;同时在redis优化中还需要对底层数据结构了解,所以也需要了解一些底层数据结构的设计和实现。

再者,需要学习Redis支持的核心功能,包括持久化,消息,事务,高可用;高可用方面包括,主从,哨兵等;高可拓展方面,比如 分片机制等。

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最后,就是具体的实践以及实践中遇到的问题和解决方法了:在不同版本中有不同特性,所以还需要了解版本;以及性能优化,大厂实践等。

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学习资料

除此之外,我还推荐你看下 极客时间 《Redis核心技术与实战》(作者:蒋德钧)的相关内容,它是我看到的为数不多的含有实战经验比较多的专栏,部分文章中图片也来源于这个系列。

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