Redis核心原理

1.jpg

Redis的一些核心原理。

Redis系统介绍:

Redis的基础介绍与安装使用步骤:https://www.jianshu.com/p/2a23257af57b
Redis的基础数据结构与使用:https://www.jianshu.com/p/c95c8450c5b6
Redis核心原理:https://www.jianshu.com/p/4e6b7809e10a
Redis 5 之后版本的高可用集群搭建:https://www.jianshu.com/p/8045b92fafb2
Redis 5 版本的高可用集群的水平扩展:https://www.jianshu.com/p/6355d0827aea
Redis 5 集群选举原理分析:https://www.jianshu.com/p/e6894713a6d5
Redis 5 通信协议解析以及手写一个Jedis客户端:https://www.jianshu.com/p/575544f68615

优秀博客:
https://blog.csdn.net/hopeztm/article/details/79547052?utm_source=blogxgwz0
https://www.cnblogs.com/qq78292959/archive/2013/09/21/3331032.html


一、Redis的单线程和高性能
Redis 单线程为什么还能这么快?

因为它所有的数据都在内存中,所有的运算都是内存级别的运算(纳秒),而且单线程避免了多线程的切换(上下文切换)性能损耗问题。正因为 Redis 是单线程,所以要小心使用 Redis 指令,对于那些耗时的指令(比如keys),一定要谨慎使用,一不小心就可能会导致 Redis 卡顿。

Redis 单线程如何处理那么多的并发客户端连接?

Redis的IO多路复用:redis利用epoll来实现IO多路复用,将连接信息和事件放到队列中,依次放到文件事件分派器,事件分派器将事件分发给事件处理器。
Nginx也是采用IO多路复用原理解决C10K问题。
c10k:https://www.jianshu.com/p/ba7fa25d3590

1.png
持久化
RDB快照(snapshot)

在默认情况下, Redis 将内存数据库快照保存在名字为dump.rdb的二进制文件中。
你可以对 Redis 进行设置, 让它在N秒内数据集至少有M个改动这一条件被满足时, 自动保存一次数据集。
比如说, 以下设置会让 Redis 在满足60秒内有至少有1000个键被改动”这一条件时, 自动保存一次数据集:

save 60 1000

redis.conf文件里面有默认的3种情况,3种是或的关系


2.png
AOF(append-only file)

快照功能并不是非常耐久(durable): 如果 Redis 因为某些原因而造成故障停机, 那么服务器将丢失最近写入、且仍未保存到快照中的那些数据。从 1.1 版本开始, Redis 增加了一种完全耐久的持久化方式: AOF 持久化,将修改的每一条指令记录进文件
你可以通过修改配置文件来打开 AOF 功能:

appendonly yes

开启后,每当 Redis 执行一个改变数据集的命令时(比如SET), 这个命令就会被追加到 AOF 文件的末尾。
这样的话, 当 Redis 重新启时, 程序就可以通过重新执行 AOF 文件中的命令来达到重建数据集的目的。
你可以配置 Redis 多久才将数据fsync到磁盘一次。

有三个选项:

每次有新命令追加到 AOF 文件时就执行一次fsync:非常慢,也非常安全。
每秒fsync一次:足够快(和使用 RDB 持久化差不多),并且在故障时只会丢失 1 秒钟的数据。
从不fsync:将数据交给操作系统来处理。更快,也更不安全的选择。

推荐(并且也是默认)的措施为每秒fsync一次, 这种fsync策略可以兼顾速度和安全性。
RDB 和 AOF ,我应该用哪一个?

如果你非常关心你的数据, 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失, 那么你可以只使用 RDB 持久化。

有很多用户都只使用 AOF 持久化, 但我们并不推荐这种方式: 因为定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。

Redis 4.0 混合持久化

重启 Redis 时,我们很少使用 rdb 来恢复内存状态,因为会丢失大量数据。我们通常使用 AOF 日志重放,但是重放 AOF 日志性能相对 rdb 来说要慢很多,这样在 Redis 实例很大的情况下,启动需要花费很长的时间。 Redis 4.0 为了解决这个问题,带来了一个新的持久化选项——混合持久化。

AOF在重写(aof文件里可能有太多没用指令,所以aof会定期根据内存的最新数据生成aof文件)时将重写这一刻之前的内存rdb快照文件的内容和增量的 AOF修改内存数据的命令日志文件存在一起,都写入新的aof文件,新的文件一开始不叫appendonly.aof,等到重写完新的AOF文件才会进行改名,原子的覆盖原有的AOF文件,完成新旧两个AOF文件的替换;

aof 根据配置规则在后台自动重写,也可以人为执行命令bgrewriteaof重写AOF。 于是在 Redis 重启的时候,可以先加载 rdb 的内容,然后再重放增量 AOF 日志就可以完全替代之前的 AOF 全量文件重放,重启效率因此大幅得到提升。

开启混合持久化:
aof-use-rdb-preamble yes
混合持久化aof文件结构
3.png
缓存淘汰策略(解决数据热点问题):

当 Redis 内存超出物理内存限制时,内存的数据会开始和磁盘产生频繁的交换 (swap)。交换会让 Redis 的性能急剧下降,对于访问量比较频繁的 Redis 来说,这样龟速的存取效率基本上等于不可用。

在生产环境中我们是不允许 Redis 出现交换行为的,为了限制最大使用内存,Redis 提供了配置参数 maxmemory 来限制内存超出期望大小。

当实际内存超出 maxmemory 时,Redis 提供了几种可选策略 (maxmemory-policy) 来让用户自己决定该如何腾出新的空间以继续提供读写服务。

noeviction:

不会继续服务写请求 (DEL 请求可以继续服务),读请求可以继续进行。这样可以保证不会丢失数据,但是会让线上的业务不能持续进行。这是默认的淘汰策略。

volatile-lru:
尝试淘汰设置了过期时间的 key,最少使用的 key 优先被淘汰。没有设置过期时间的 key 不会被淘汰,这样可以保证需要持久化的数据不会突然丢失。

volatile-ttl:
跟上面一样,除了淘汰的策略不是 LRU,而是 key 的剩余寿命 ttl 的值,ttl 越小越优先被淘汰。

volatile-random:
跟上面一样,不过淘汰的 key 是过期 key 集合中随机的 key。

allkeys-lru:
区别于 volatile-lru,这个策略要淘汰的 key 对象是全体的 key 集合,而不只是过期的 key 集合。这意味着没有设置过期时间的 key 也会被淘汰。
allkeys-random跟上面一样,不过淘汰的策略是随机的 key。

volatile-xxx :
策略只会针对带过期时间的 key 进行淘汰,allkeys-xxx 策略会对所有的 key 进行淘汰。如果你只是拿 Redis 做缓存,那应该使用 allkeys-xxx,客户端写缓存时不必携带过期时间。如果你还想同时使用 Redis 的持久化功能,那就使用 volatile-xxx 策略,这样可以保留没有设置过期时间的 key,它们是永久的 key 不会被 LRU 算法淘汰。


如有问题欢迎留言,感觉有帮助,可以点个喜欢:)。
如需转载,请注明出处,谢谢:)。
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,029评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,395评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,570评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,535评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,650评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,850评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,006评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,747评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,207评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,536评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,683评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,342评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,964评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,772评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,004评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,401评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,566评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 一、Redis高可用概述 在介绍Redis高可用之前,先说明一下在Redis的语境中高可用的含义。 我们知道,在w...
    空语阅读 1,594评论 0 2
  • 转自:https://www.toutiao.com/a6708324379190624782/ 使用 Redis...
    大鱼炖海棠阅读 436评论 0 1
  • 企业级redis集群架构的特点 海量数据 高并发 高可用 要达到高可用,持久化是不可减少的,持久化主要是做灾难恢复...
    lucode阅读 2,194评论 0 7
  • 在上一篇文章中对Redis的两种持久化方式进行了介绍,还介绍了各自的优缺点以及如何选择,这篇文章就介绍一下...
    mkdlp阅读 1,318评论 0 1
  • Redis杂谈 Redis是近年来发展迅速的内存数据库,网上也已经有多Redis的文章。但不管是英文还是中文,多数...
    迷失于重逢阅读 1,537评论 0 14