Redis高级用法与删除方式

一、redis为什么这么快
1、完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1);

2、数据结构简单,对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的;

3、采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;

4、使用多路I/O复用模型,非阻塞IO;

5、使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;

以上几点都比较好理解,下边我们针对多路 I/O 复用模型进行简单的探讨:

(1)多路 I/O 复用模型

多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。

这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络 IO 的时间消耗),且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快,也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈,主要由以上几点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。

采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;完全基于内存,没有磁盘IO的限制。在redis中对数据进行持久化的时候

resp通信协议

使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;

二、高级用法

1、位图

bitmap:体积小,10M可存储8千万bit位,最大允许访问512M,可存储40亿bit位

2、布隆过滤器

由一串很长的二进制向量组成,可以将其看成一个二进制数组(里面存放的都为0或者1,初始默认值为0)。向里面添加元素时,会使用多个hash函数进行计算取模得出一个数组的下标,每个hash都会算出不同的位置,再把这些位置都置为1,就完成了add操作


3、GEO

将指定的地理空间位置(经纬度及名称)添加到指定的key中,必须经度在纬度之前。(场景:微信摇一摇;周边餐饮;快递距离等)

4、HyperLogLog

用来做基数统计的算法,HyperLogLog 的优点是,在输入元素的数量或者体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。

HyperLogLog 可以接受多个元素作为输入,并给出输入元素的基数估算值:

• 基数:集合中不同元素的数量。比如 {'apple', 'banana', 'cherry', 'banana', 'apple'} 的基数就是 3 。

• 估算值:算法给出的基数并不是精确的,可能会比实际稍微多一些或者稍微少一些,但会控制在合

理的范围之内。

HyperLogLog 的优点是,即使输入元素的数量或者体积非常非常大,计算基数所需的空间总是固定

的、并且是很小的。

在 Redis 里面,每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存,就可以计算接近 2^64 个不同元素的基

数。这和计算基数时,元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。

但是,因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数,而不会储存输入元素本身,所以

HyperLogLog 不能像集合那样,返回输入的各个元素。

提问:为什么不使用redis替代MQ

1、redis无法对消息持久化存储

2、redis没有提供消息传输保障

3、redis协议支持较少

三、删除方式

1、被动删除:惰性删除

客户端访问 key 的时候,redis 对 key 的过期时间进行检查,如果过期了就立即删除,不会给你返回任何东西。

2、主动删除:定期删除

redis 会将每个设置了过期时间的 key 放入到一个独立的字典中,以后会定期遍历这个字典来删除到期的 key。

3、主动删除:redis会周期性的随机测试一批设置了过期时间的key并进行处理(redis-3.0.0中默认值是10,代表每秒钟调用10次后台任务)

4、LRU:这个缓存算法将最近使用的条目存放到靠近缓存顶部的位置。当一个新条目被访问时,LRU将它放置到缓存的顶部。当缓存达到极限时,较早之前访问的条目将从缓存底部开始被移除。这里会使用到昂贵的算法,而且它需要记录“年龄位”来精确显示条目是何时被访问的。此外,当一个LRU缓存算法删除某个条目后,“年龄位”将随其他条目发生改变。

5、LFU:这个缓存算法使用一个计数器来记录条目被访问的频率。通过使用LFU缓存算法,最低访问数的条目首先被移除。这个方法并不经常使用,因为它无法对一个拥有最初高访问率之后长时间没有被访问的条目缓存负责。

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