Redis 原理及应用（1）--数据类型及底层实现方式
redis学习（八）——redis应用场景 --不错哦
从应用到底层 36张图带你进入Redis世界 -- 不错

Redis底层数据结构

• 整数：REDIS_ENCODING_INT
• 字符串：REDIS_ENCODING_RAW
• 双端链表：REDIS_ENCODING_LINKEDLIST
• 跳跃表：REDIS_ENCODING_SKIPLIST
• 压缩列表：REDIS_ENCODING_ZIPLIST
• 字典：REDIS_ENCODING_HT
• 整数集合：REDIS_ENCODING_INTSET

内部数据结构和外部数据结构的对应关系如下：

• Redis内部内存管理

  
  

redis是单线程的都那么快？

• 基于内存，内存的读写速度非常快；
• 单线程，省去了很多上下文切换线程的时间；
• 多路复用，可以处理并发的连接。非阻塞IO 内部实现采用epoll，采用了epoll+自己实现的简单的事件框架。epoll中的读、写、关闭、连接都转化成了事件，然后利用epoll的多路复用特性，绝不在io(指的是网络io或磁盘io，全部在内存里处理，速度就是快)上浪费一点时间。

Redis事务

• Redis 在事务失败时不进行回滚，而是继续执行余下的命令 优点：

• Redis 命令只会因为错误的语法而失败（并且这些问题不能在入队时发现），或是命令用在了错误类型的键上面：这也就是说，从实用性的角度来说，失败的命令是由编程错误造成的，而这些错误应该在开发的过程中被发现，而不应该出现在生产环境中。
• 因为不需要对回滚进行支持，所以 Redis 的内部可以保持简单且快速。

redis数据持久化

将内存中的数据异步写入硬盘中，两种方式：RDB（默认）和AOF

1、RDB持久化：
通过bgsave命令触发，然后父进程执行fork操作创建子进程，子进程创建RDB文件，根据父进程内存生成临时快照文件，完成后对原有文件进行原子替换（定时一次性将所有数据进行快照生成一份副本存储在硬盘中）

优点：是一个紧凑压缩的二进制文件，Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。

缺点：由于每次生成RDB开销较大，非实时持久化，

2、AOF持久化：
开启后，Redis每执行一个修改数据的命令，都会把这个命令添加到AOF文件中。

优点：实时持久化。

缺点：所以AOF文件体积逐渐变大，需要定期执行重写操作来降低文件体积，加载慢

哨兵模式实现原理（2.8版本或更高才有）

1.三个定时监控任务：

1.1 每隔10s，每个S节点（哨兵节点）会向主节点和从节点发送info命令获取最新的拓扑结构

1.2 每隔2s，每个S节点会向某频道上发送该S节点对于主节点的判断以及当前Sl节点的信息，

同时每个Sentinel节点也会订阅该频道，来了解其他S节点以及它们对主节点的判断（做客观下线依据）

1.3 每隔1s，每个S节点会向主节点、从节点、其余S节点发送一条ping命令做一次心跳检测(心跳检测机制)，来确认这些节点当前是否可达

2.主客观下线：

2.1主观下线：根据第三个定时任务对没有有效回复的节点做主观下线处理

2.2客观下线：若主观下线的是主节点，会咨询其他S节点对该主节点的判断，超过半数，对该主节点做客观下线

3.选举出某一哨兵节点作为领导者，来进行故障转移。选举方式：raft算法。每个S节点有一票同意权，哪个S节点做出主观下线的时候，就会询问其他S节点是否同意其为领导者。获得半数选票的则成为领导者。基本谁先做出客观下线，谁成为领导者。

4.故障转移（选举新主节点流程）：

缓存更新策略（即如何让缓存和mysql保持一致性）？

key过期清除（超时剔除）策略

• 惰性过期（类比懒加载，这是懒过期）：
  只有当访问一个key时，才会判断该key是否已过期，过期则清除。

优点：该策略可以最大化地节省CPU资源。

缺点：对内存非常不友好，极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问， 从而不会被清除，占用大量内存。

• 定期过期：
  每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的expires字典中一定数量的key，并清除其中已过期的key。
  该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

(expires字典会保存所有设置了过期时间的key的过期时间数据，其中，key是指向键空间中的某个键的指针，value是该键的毫秒精度的UNIX时间戳表示的过期时间。键空间是指该Redis集群中保存的所有键。)

Redis中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略，即使过期时间到了，但是有部分并没有真正删除，等待惰性删除。

Redis的内存淘汰策略

Redis的内存淘汰策略是指在Redis的用于缓存的内存不足时，怎么处理需要新写入且需要申请额外空间的数据。

• no-eviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。
• allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key。
• allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key。
• volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。
• volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。
• volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除。

Redis常见架构

这可能是目前最全的Redis高可用技术解决方案总结

• Redis单副本
• Redis多副本（主从）
• Redis Sentinel（哨兵）
• Redis Cluster
• Redis自研